Question

【題目】碳酸鎂晶須是一種新型的吸波隱形材料中的增強(qiáng)材料。

（1）合成該物質(zhì)的步驟如下：

步驟1：配制0.5mol·L-1MgSO4溶液和0.5mol·L-1NH4HCO3溶液。

步驟2：用量筒量取500mL NH4HCO3溶液于1000mL四口燒瓶中，開(kāi)啟攪拌器。溫度控制在50℃。

步驟3：將250mL MgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中，1min內(nèi)滴加完后，用氨水調(diào)節(jié)溶液pH到9.5。

步驟4：放置1h后，過(guò)濾，洗滌。

步驟5：在40℃的真空干燥箱中干燥10h，得碳酸鎂晶須產(chǎn)品（MgCO3·nH2O n=1~5）。

①步驟2控制溫度在50℃，較好的加熱方法是__________。

②步驟3生成MgCO3·nH2O沉淀的離子方程式為________。

③步驟4檢驗(yàn)是否洗滌干凈的方法是___________。

（2）測(cè)定合成的MgCO3·nH2O中的n值。

稱量1.000g碳酸鎂晶須，放入如圖所示的廣口瓶中加入水滴入稀硫酸與晶須反應(yīng)，生成的CO2被NaOH溶液吸收，在室溫下反應(yīng)4~5h，反應(yīng)后期將溫度升到30℃，最后的燒杯中的溶液用已知濃度的鹽酸滴定，測(cè)得CO2的總量；重復(fù)上述操作2次。

①圖中氣球的作用是___________。

②上述反應(yīng)后期要升溫到30℃，主要目的是_________。

③設(shè)3次實(shí)驗(yàn)測(cè)得每1.000g碳酸鎂晶須產(chǎn)生的CO2平均值為a mol，則n值為______（用含a的表達(dá)式表示）。

（3）稱取100g上述晶須產(chǎn)品進(jìn)行熱重分析，熱重曲線如圖。

則該條件下合成的晶須中，n=______（選填：1、2、3、4、5）。

Answer 1

【答案】水浴加熱 Mg2++HCO3-+NH3·H2O+(n-1)H2O=MgCO3·nH2O+NH4+ 取最后一次洗滌液少量，加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，若不出現(xiàn)沉淀，即洗滌干凈 暫時(shí)儲(chǔ)存CO2，有利于CO2被NaOH溶液吸收，且能保持裝置中壓強(qiáng)相對(duì)穩(wěn)定 升高溫度氣體的溶解度減小，使溶解在水中的CO2逸出，便于吸收完全 （1.000-84a）/18a 1

【解析】

（1）①①水浴加熱受熱均勻，易于控制，不高于100℃均可采用水浴加熱，

故答案為：水浴加熱；

②將250mL MgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中，用氨水調(diào)節(jié)溶液pH到9.5，反應(yīng)生成碳酸鎂結(jié)晶水合物，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg2++HCO3-+NH3·H2O+(n-1)H2O=MgCO3·nH2O+NH4+，

故答案為：Mg2++HCO3-+NH3·H2O+(n-1)H2O=MgCO3·nH2O+NH4+；

（2）①裝置中氣球可以緩沖壓強(qiáng)并封閉裝置，暫時(shí)儲(chǔ)存CO2，有利于CO2被NaOH溶液吸收，且能保持裝置中壓強(qiáng)相對(duì)穩(wěn)定，

故答案為：暫時(shí)儲(chǔ)存CO2，有利于CO2被NaOH溶液吸收，且能保持裝置中壓強(qiáng)相對(duì)穩(wěn)定；②反應(yīng)后期將溫度升到30℃，使生成的二氧化碳全部逸出后被氫氧化鈉溶液吸收，減少測(cè)定產(chǎn)生的誤差，

故答案為：升高溫度氣體的溶解度減小，使溶解在水中的CO2逸出，便于吸收完全；

③實(shí)驗(yàn)測(cè)得每1.000g碳酸鎂晶須產(chǎn)生的CO2平均值為a mol，依據(jù)元素守恒可知，碳酸鎂物質(zhì)的量為amol，根據(jù)化學(xué)式可知，MgCO3nH2O中碳酸鎂晶體中碳酸鎂和結(jié)晶水物質(zhì)的量之比為1：n，得到1：n=a：；得到n=（1.000-84a）/18a，故答案為：（1.000-84a）/18a；

（3）MgCO3nH2O　n=1～5，分析圖象400°C剩余質(zhì)量為82.3g，為失去結(jié)晶水的質(zhì)量，剩余質(zhì)量為39.5g是碳酸鎂分解失去二氧化碳的質(zhì)量，得到100g×=100-82.3，解得n=1，

故答案為：1。