Question

某校化学兴趣小组参观碱式碳酸镁的生产后，知道了以水氯镁石（主要成分为MgCl₂?6H₂O）为原料生产碱式碳酸镁[xMgCO₃?yMg（OH）₂?zH₂O]的主要流程如下：

[问题讨论]
（1）上述流程中滤液的主要溶质（写化学式）

 

，检验其中阳离子要用的试剂有（填序号）

 

．
A．氧化钙   B．稀盐酸   C．紫色石蕊试液  D．硫酸钠溶液
（2）上述流程中NH₃被循环使用，流程中生成NH₃的化学方程式为

 

．
（3）流程中“加热”这一环节每生成l个分子xMgCO₃?yMg（OH）₂?zH₂O需消耗氨的分子数为

 

（用代数式）．
（4）判断碱式碳酸镁是否洗涤干净，可以采取向最后的洗出液中滴加（填序号）

 

，然后观察现象判断．
A．盐酸和氯化钡的混合液   B．硝酸和硝酸银的混合液   C．碳酸钠溶液  D．稀盐酸
[组成探究一]
（5）已知高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO，用下列装置设计实验测定碱式碳酸镁的组成，装置连接从左到右依次为A→

 

→

 

→D．

（6）取碱式碳酸镁4.66g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00g、CO₂1.76g，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式为

 

．
计算过程：
[组成探究二]

（7）有同学对用盐酸有异议，认为用硫酸更好．你的看法是（填序号）

 

；
A．同意    B．不同意     C．不确定
你的理由是

 

．
（8）称得的溶液质量为

 

 g[提示：可用（6）中数据]
[组成探究三]
更为精确的测量碱式碳酸镁受热分解过程中时间与剩余固体质量，作出如图的坐标图
（9）试回答

①加热时，该晶体开始发生化学变化的时刻是

 

（填“t₁”、“t₃”或“t₅”）．
②t₄～t₅时间段固体为（写化学式）

 

和MgO的混和物．
③t₂～t₃时间段固体的化学式为（用含x、y的化学式也算对）

 

．

Answer 1

考点：物质的相互转化和制备,实验探究物质的组成成分以及含量,盐的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：（1）根据向氯化镁溶液中加入氨气、二氧化碳，加热，反应能生成碱式碳酸镁和氯化铵，过滤后滤液的主要溶质是氯化铵，铵根离子能和显碱性的物质反应生成氨气，氨气的水溶液能使石蕊试液变蓝色，氧化钙能和水反应生成显碱性的氢氧化钙溶液，可以用氧化钙、石蕊试液检验氯化铵中的铵根离子进行解答；
（2）根据氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和氯化铵反应能生成氯化钙、水和氨气进行解答；
 （3）根据NH₃+H₂O═NH₃?H₂O，由化学方程式可知，一个氨分子对应着一个铵根离子，根据质量守恒定律，氯化镁反应生成氯化铵时，应该是一个氯化镁转化成两个氯化铵，即MgCl₂→2NH₄Cl，即2个氨气分子反应时，能生成1个氯化镁，亦即生成含有1个镁离子的化合物时，需要2个氨气分子，l个分子xMgCO₃?yMg（OH）₂?zH₂O中含有（x+y）个镁离子，需要氨的分子数为2（x+y）进行解答；
（4）根据如果碱式碳酸镁洗涤的不干净，向最后的洗出液中滴加硝酸和硝酸银的混合液时，残留的氯化铵能和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸铵；而加入盐酸和氯化钡的混合液或碳酸钠溶液或稀盐酸时，无明显现象进行解答；
（5）根据碱式碳酸镁受热分解时，生成的气体通过浓硫酸时，如果浓硫酸增重，说明生成的气体中含有水，再通入澄清石灰水时，如果石灰水变浑浊，说明生成的气体中含有二氧化碳进行解答；
（6）根据生成水的质量为：4.66g-2.00g-1.76g=0.9g，碱式碳酸镁的相对分子质量为：84x+58y+18z，以及镁、碳、氢元素的质量进行解答；
（7）根据盐酸易挥发，可能导致实验误差较大进行解答；
（8）根据溶液的质量等于混合前的总质量减去生成二氧化碳的质量进行解答；
（9）根据在加热到t₁时xCaSO₄?yH₂O开始分解，t₁～t₂时间段和t₃～t₄时间段个固体的质量变化比较少，而t₅～t₆时间段固体质量变化较大，原因是t₁～t₂时间段生石膏脱去部分水，t₃～t₄时间段完全脱水，在t₄时完全生成CaSO₄，在t₅～t₆时间段温度较高，CaSO₄开始分解，质量变化较大进行解答．

解答：解：（1）向氯化镁溶液中加入氨气、二氧化碳，加热，反应能生成碱式碳酸镁和氯化铵，过滤后滤液的主要溶质是氯化铵，化学式是NH₄Cl，铵根离子能和显碱性的物质反应生成氨气，氨气的水溶液能使石蕊试液变蓝色，氧化钙能和水反应生成显碱性的氢氧化钙溶液，可以用氧化钙、石蕊试液检验氯化铵中的铵根离子．
故填：NH₄Cl；AC．
（2）氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和氯化铵反应能生成氯化钙、水和氨气，反应的化学方程式为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂═CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O． 
故填：2NH₄Cl+Ca（OH）₂═CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
 （3）因为NH₃+H₂O═NH₃?H₂O，由化学方程式可知，一个氨分子对应着一个铵根离子，根据质量守恒定律，氯化镁反应生成氯化铵时，应该是一个氯化镁转化成两个氯化铵，即MgCl₂→2NH₄Cl，即2个氨气分子反应时，能生成1个氯化镁，亦即生成含有1个镁离子的化合物时，需要2个氨气分子，l个分子xMgCO₃?yMg（OH）₂?zH₂O中含有（x+y）个镁离子，需要氨的分子数为2（x+y）．
故填：2（x+y）．
（4）如果碱式碳酸镁洗涤的不干净，向最后的洗出液中滴加硝酸和硝酸银的混合液时，残留的氯化铵能和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸铵；而加入盐酸和氯化钡的混合液或碳酸钠溶液或稀盐酸时，无明显现象．
故填：B．   
（5）碱式碳酸镁受热分解时，生成的气体通过浓硫酸时，如果浓硫酸增重，说明生成的气体中含有水，再通入澄清石灰水时，如果石灰水变浑浊，说明生成的气体中含有二氧化碳．
故填：C；B．
（6）生成水的质量为：4.66g-2.00g-1.76g=0.9g，
碱式碳酸镁的相对分子质量为：84x+58y+18z，
镁元素的质量为：2.00g×

24

40

×100%=1.2g，
碳元素的质量为：1.76g×

12

44

×100%=0.48g，
氢元素的质量为：0.9g×

2

18

×100%=0.1g，
则有：4.66g×

(x+y)×24

84x+58y+18z

×100%=1.2g，
4.66g×

12x

84x+58y+18z

×100%=0.48g，
4.66g×

2z

84x+58y+18z

×100%=0.1g，
解得：x=4，y=1，z=4，
碱式碳酸镁的化学式为：4MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O．
故填：4MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O．
（7）因为盐酸易挥发，可能导致实验误差较大．
故填：A． 
（8）称得的溶液质量为：4.66g+20.0g-1.76g=22.9g．
故填：22.9．
（9）在加热到t₁时xCaSO₄?yH₂O开始分解，t₁～t₂时间段和t₃～t₄时间段个固体的质量变化比较少，而t₅～t₆时间段固体质量变化较大，原因是t₁～t₂时间段生石膏脱去部分水，t₃～t₄时间段完全脱水，在t₄时完全生成CaSO₄，在t₅～t₆时间段温度较高，CaSO₄开始分解，质量变化较大．
故填：①t₁．②Mg（OH）₂③xMgCO₃?yMg（OH）₂或4MgCO₃?Mg（OH）₂．

点评：本考点属于盐的性质中实验方法和过程的探究，根据物质的化学性质，要认真分析，不仅要把握实验设计的每一个步骤中的实验目的，还要加强记忆除去常用离子的方法，从而突破难点．有关的计算要准确，本考点经常出现在实验题中．