Question

1．碳酸鎂晶體是一種新型吸波隱形材料中的增強劑．
實驗一：合成碳酸鎂晶體的步驟：
①配制一定濃度的MgSO₄溶液和NH₄HCO₃溶液；
②量取一定量的NH₄ HCO₃溶液于容器中，攪拌并逐滴加入MgSO₄溶液，控制溫度50℃，反應(yīng)一段時間；
③用氨水調(diào)節(jié)溶液pH至9.5，放置一段時間后，過濾、洗滌、干燥得碳酸鎂晶體產(chǎn)品．
稱取3.000g MgSO₄樣品配制250mL溶液流程如圖所示：

回答下列問題：
（1）寫出實驗儀器名稱：A電子天平；B250mL容量瓶．配制溶液過程中定容后的“搖勻”的實驗操作為把容量瓶瓶塞塞緊，用食指頂住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶上下顛倒搖動多次，使溶液混合均勻．
（2）檢驗碳酸鎂晶體是否洗干凈的方法是取最后一次洗滌液少許于試管，加入稀鹽酸酸化，再加入幾滴氯化鋇溶液，若不再產(chǎn)生白色沉淀，則說明沉淀已洗干凈．
實驗二：測定產(chǎn)品MgCO₃•nH₂O中的n值（儀器和藥品如圖所示）：

（3）實驗二裝置的連接順序為a→e、d→b（按氣流方向，用接口字母abcde表示），其中Ⅱ裝置的作用是吸收CO₂以便測定樣品中碳元素的含量．
（4）加熱前先通入N₂排盡裝置Ⅰ中的空氣，然后稱取裝置Ⅱ、Ⅲ的初始質(zhì)量．進行加熱時還需通入N₂的作用是將分解生成的氣體全部帶入裝置Ⅱ或Ⅲ中，使其完全吸收，并防止倒吸．
（5）若要準確測定n值，至少需要下列所給數(shù)據(jù)中的b、c（填選項字母），寫出相應(yīng)1種組合情景下，求算n值的數(shù)學表達式：n=$\frac{22{m}_{3}}{9{m}_{2}}$．
a．裝置Ⅰ反應(yīng)前后質(zhì)量差m₁             b．裝置Ⅱ反應(yīng)前后質(zhì)量差m₂    c．裝置Ⅲ反應(yīng)前后質(zhì)量差m₃．

Answer 1

分析 （1）稱取3.000g MgSO₄樣品，需要用到電子天平，配制250mL溶液需要250mL容量瓶；
（2）檢驗沉淀已經(jīng)洗滌干凈的方法是檢驗洗滌液中是否含有硫酸根離子來檢驗是否洗凈；
（3）實驗?zāi)康氖菧y定產(chǎn)品MgCO₃•nH₂O中的n值，需要測量水和二氧化碳的量，將氣體通過洗氣瓶進行洗氣時，應(yīng)該從長導(dǎo)管一側(cè)通入氣體；
（4）為了避免引起實驗誤差，保證反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部被裝置C、D吸收，所以要通入N₂排出裝置內(nèi)殘留的氣體，同時也是為了防止產(chǎn)生倒吸；
（5）若B裝置中無殘留物，通過裝置D吸收的質(zhì)量為生成水的質(zhì)量，裝置C吸收的是分解生成的二氧化碳的質(zhì)量，據(jù)此計算物質(zhì)的量得到n值．

解答 解：（1）稱取3.000g MgSO₄樣品，需要用到電子天平，故A為電子天平，配制250mL溶液需要250mL容量瓶，故B為250mL容量瓶，“搖勻”的實驗操作為把容量瓶瓶塞塞緊，用食指頂住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶上下顛倒搖動多次，使溶液混合均勻，
故答案為：電子天平；250mL容量瓶；把容量瓶瓶塞塞緊，用食指頂住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶上下顛倒搖動多次，使溶液混合均勻；
（2）檢驗碳酸鎂晶體是否洗干凈的方法是取最后一次洗滌液少許于試管，加入稀鹽酸酸化，再加入幾滴氯化鋇溶液，若不再產(chǎn)生白色沉淀，則說明沉淀已洗干凈，
故答案為：取最后一次洗滌液少許于試管，加入稀鹽酸酸化，再加入幾滴氯化鋇溶液，若不再產(chǎn)生白色沉淀，則說明沉淀已洗干凈；
（3）加熱裝置Ⅰ產(chǎn)生的氣體二氧化碳和水蒸氣依次通過濃硫酸和氫氧化鈉溶液吸收，可以測定二氧化碳和水蒸氣的量，故裝置連接順序為a→e、d→b，其中Ⅱ裝置為堿性溶液吸收CO₂以便測定樣品中碳元素的含量，進而計算MgCO₃•nH₂O中的n值，
故答案為：a→e、d→b；吸收CO₂以便測定樣品中碳元素的含量；
（4）進行加熱時還需通入N₂的作用是將分解生成的氣體全部帶入裝置Ⅱ或Ⅲ中，使其完全吸收，減少測定產(chǎn)生的誤差，并防止倒吸，
故答案為：將分解生成的氣體全部帶入裝置Ⅱ或Ⅲ中，使其完全吸收，并防止倒吸；
（5）若B裝置中無殘留物，通過裝置D吸收的質(zhì)量為生成水的質(zhì)量，裝置C吸收的是分解生成的二氧化碳的質(zhì)量，b．裝置C反應(yīng)前后質(zhì)量差m₂ c．裝置D反應(yīng)前后質(zhì)量差m₃，可以計算，$\frac{{m}_{2}}{44}$：$\frac{{m}_{3}}{18}$=1：n，n=$\frac{22{m}_{3}}{9{m}_{2}}$，
故答案為：b、c；$\frac{22{m}_{3}}{9{m}_{2}}$．

點評 本題考查物質(zhì)的組成的測定，主要考查對實驗裝置和實驗流程的理解和熟悉實驗操作，同時通過計算，確定水分子數(shù)．綜合性較強，題目難度中等．