Question

（12分）堿式碳酸鎂[一般以xMgCO3?yMg(OH)2?zH2O表示]密度小，幾乎不溶于水，但在水中引起輕微的堿性反應(yīng)。不溶于乙醇，常溫下不會(huì)分解，是橡膠制品的優(yōu)良填料。工藝流程如下圖：

（1）回答下列問題：

①生石灰是以石灰石與焦炭混合煅燒生成，焦炭的作用是： 。

②氫氧化鎂漿液與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

。

③堿式碳酸鎂用乙醇洗滌的目的是： 。

（2）已知：堿式碳酸鎂分解反應(yīng)方程式為：

xMgCO3?yMg(OH)2?zH2O （x+y）MgO+xCO2↑+（y+z）H2O

某同學(xué)將46.6g堿式碳酸鎂樣品置于硬質(zhì)玻璃管中充分灼燒至恒重，殘留固體質(zhì)量為20.0g，將產(chǎn)生的氣體先通過足量的濃硫酸，再通過足量的堿石灰，堿石灰質(zhì)量增重17.6g。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測定的數(shù)據(jù)，確定堿式碳酸鎂[xMgCO3·yMg(OH)2?zH2O]的化學(xué)式（要求寫出計(jì)算過程）。

 

Answer 1

（1）①作燃料、提供能量 （2分）

② Mg(OH)2+2CO2 = Mg(HCO3)2 （2分）

③除去表面雜質(zhì)、減少固體的損耗 （2分）

（2）由題意得：

n(Mg2+)=20.0g/40g·mol-1=0.5mol （1分）

n(CO2)=17.6g/44g·mol-1= 0.4mol （1分）

據(jù)元素守恒得：

m(MgCO3)=0.4mol×84g·mol-1=33.6g（1分）

m［Mg(OH)2］=(0.5mol-0.4mol)=5.8g（1分）

n(H2O)=44.6g-33.6g-5.8g/18g·mol-1=0.4mol（1分）

x:y:z=4:1:4

則堿式碳酸鎂的化學(xué)式為：4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O（1分）（其它過程合理也給分）

【解析】

試題分析：（1）①CaCO3高溫分解生成CaO和CO2，所以焦炭的作用是：作燃料、提供能量。

②根據(jù)流程圖，CO2與Mg(OH)2反應(yīng)后的產(chǎn)物經(jīng)壓濾得到Mg(HCO3)2，所以CO2與Mg(OH)2反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Mg(OH)2+2CO2 = Mg(HCO3)2

③因?yàn)閴A式碳酸鎂在水中引起輕微的堿性反應(yīng)，不溶于乙醇，所以用乙醇洗滌可以除去表面雜質(zhì)、減少固體的損耗。

（2）殘留固體為CaO，堿石灰吸收CO2，質(zhì)量增加量為CO2的質(zhì)量，可得：

n(Mg2+)=20.0g/40g·mol-1=0.5mol （1分）

n(CO2)=17.6g/44g·mol-1= 0.4mol （1分）

據(jù)元素守恒得：

m(MgCO3)=0.4mol×84g·mol-1=33.6g（1分）

m［Mg(OH)2］=(0.5mol-0.4mol)=5.8g（1分）

n(H2O)=44.6g-33.6g-5.8g/18g·mol-1=0.4mol（1分）

x:y:z=4:1:4

則堿式碳酸鎂的化學(xué)式為：4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O（1分）

考點(diǎn)：本題考查化學(xué)流程的分析、化學(xué)方程式的書寫、洗滌方法、化學(xué)計(jì)算。