Question

【題目】碳酸鎂晶體是一種新型吸波隱形材料中的增強(qiáng)劑。

實(shí)驗(yàn)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3.000gMgSO4樣品配制250mL溶液流程如圖所示：

回答下列問題：

（1）寫出實(shí)驗(yàn)儀器名稱：A_____；B_____。配制溶液過程中定容后的“搖勻”的實(shí)驗(yàn)操作為______。

（2）檢驗(yàn)碳酸鎂晶體是否洗干凈的方法是_________。

實(shí)驗(yàn)二：測定產(chǎn)品MgCO3·nH2O中的n值（儀器和藥品如圖所示）：

（3）實(shí)驗(yàn)二裝置的連接順序?yàn)?/span>_____（按氣流方向，用接口字母abcde表示），其中Ⅱ裝置的作用是_____。

（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(jìn)行加熱時還需通入N2的作用是______。

（5）若要準(zhǔn)確測定n值，至少需要下列所給數(shù)據(jù)中的_____（填選項(xiàng)字母），寫出相應(yīng)1種組合情景下，求算n值的數(shù)學(xué)表達(dá)式：n=______。

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

【答案】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 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 a→e、d→b 吸收CO2以便測定樣品中碳元素的含量 將分解生成的氣體全部帶入裝置B或C中，使其完全吸收，并防止倒吸 a、b(或a、c或b、c) n=22(m1—m2)/9m2[或n=22m3/9(m1—m3)或n=22m3/9m2]

【解析】

（1）實(shí)驗(yàn)儀器A為稱量MgSO4的儀器，所以名稱為電子天平；儀器B是配置250mL溶液的儀器，所以B為250moL容量瓶。配制溶液過程中定容后的“搖勻”的實(shí)驗(yàn)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。

答案：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(yàn)碳酸鎂晶須是否洗干凈的方法是檢驗(yàn)反應(yīng)物的硫酸根是否存在，如果不存在硫酸根，說明沉淀洗滌干凈，具體的方法是：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，若不產(chǎn)生白色沉淀，則說明沉淀已洗干凈。

（3）高溫加熱MgCO3·nH2O，產(chǎn)生CO2和H2O；反應(yīng)方程式為：MgCO3·nH2OCO2和H2O，通過測定CO2和H2O的質(zhì)量，就可以測出 MgCO3·nH2O結(jié)晶水的含量，裝置D用于吸收測量H2O，裝置C用于吸收測量CO2。所以正確的連接順序?yàn)?/span>a→e、d→b。使MgCO3·nH2O完全分解需要高溫，所以裝置B的作用為冷卻分解產(chǎn)生的高溫氣體。裝置C用于吸收測量CO2。

答案：a→e、d→b ；吸收CO2以便測定樣品中碳元素的含量 。

（4）通入N2，一方面為了將分解生成的氣體全部帶入裝置C或D中，使其完全吸收；另一方面，在反應(yīng)結(jié)束后，高溫氣體冷卻，體積收縮，裝置C和D的液體可能會發(fā)生倒吸，反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)通入N2可以防止倒吸。將分解生成的氣體全部帶入裝置B或C中，使其完全吸收，并防止倒吸

（5）B裝置中無殘留物表明氣體全部進(jìn)入裝置C和D，如想準(zhǔn)確測定值，則需要知道三個質(zhì)量差中的兩個。所以要知道a、b（或a、c或b、c）。計算過程如下：

MgCO3·nH2O CO2+ nH2O + MgO 固體質(zhì)量減輕

100+18n 44 18n 44+18n

m2 m3 m1

由此44/18n=m2/m3，解得n=22m3/9m2，又有m1=m2+m3，通過轉(zhuǎn)換，可以得到n=22(m1—m2)/9m2[或n=22m3/9(m1—m3)或n=22m3/9m2]。

答案：a、b(或a、c或b、c) ； n=22(m1—m2)/9m2[或n=22m3/9(m1—m3)或n=22m3/9m2]。