Question

【题目】碳酸镁水合物是制备镁产品的中间体．

（制取MgCO33H2O）工业上从弱碱性卤水(主要成分为MgCl2)获取MgCO33H2O的方法如图1：

(1)沉淀过程的化学方程式为：MgCl2+CO2+2NaOH+2H2O═MgCO33H2O↓+2____．

(2)沉淀过程的pH随时间的变化如图2所示，沉淀过程的操作为___(填字母)．

a 向卤水中滴加NaOH溶液，同时通入CO2

b 向NaOH溶液中滴加卤水，同时通入CO2

c 向卤水中通入CO2至饱和，然后滴加NaOH溶液，同时继续通入CO2

d 向NaOH溶液中通入CO2至饱和，然后滴加卤水，同时继续通入CO2

(3)沉淀过程的溶液中镁离子含量随时间的变化如图3所示，不同温度下所得到沉淀产物如下表所示．则沉淀过程选择的温度为____，理由是_______。

温度(℃)	产物
46.95	MgCO33H2O
47.95	MgCO33H2O
48.95	MgCO33H2O
49.95	Mg5(OH)2(CO3)44H2O

(4)（测定MgCO33H2O的纯度）利用下图进行实验，以确定MgCO33H2O的纯度．

依据实验过程回答下列问题：

(5)实验过程中需持续缓缓通入空气，其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有____。

(6)C中化学方程式为___；A中NaOH作用为___；D中碱石灰作用为____．

(7)下列各项措施中，不能提高测定准确度的是___(填标号)．

a 在加入硫酸之前，应排净装置内的CO2气体 b 为了缩短实验时间，快速滴加硫酸

c 在A～B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置 d 在C装置左侧导管末端增添多孔球泡

(8)实验中准确称取15.0g样品三份，进行三次测定，测得生成CaCO3沉淀的平均质量为10.0g．请计算样品中MgCO33H2O的纯度___(写出计算过程)．

(9)小明认为应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液，其理由除了Ba(OH)2溶解度大，浓度大，使CO2被吸收的更完全外，还有____．

(10)若获取MgCO33H2O的样品中含有少量Mg5(OH)2(CO3)44H2O，则产品中镁元素的质量分数__(填“偏大”“不变”或“偏小”)．

Answer 1

【答案】NaCl c 48.95℃ 此温度下，Mg2+沉淀的速率较快，沉淀效率较高，且不会生成其它沉淀 把生成的二氧化碳全部排入C中，使之完全被氢氧化钙溶液吸收，否则装置内剩余的二氧化碳不被吸收，导致测定结果偏小 CO2+ Ca(OH)2 =CaCO3↓+ H2O 吸收空气中的二氧化碳 防止空气中的二氧化碳进入C中，干扰实验，使测定结果偏大 bc 92% 碳酸钡的相对分子质量比碳酸钙的大，等质量的MgCO33H2O生成的碳酸钡质量远大于碳酸钙，实验时相对误差小 偏大

【解析】

(1)化学反应前后各种原子个数相等，故反应的化学方程式为：MgCl2+CO2+2NaOH+2H2O═MgCO33H2O↓+2NaCl。

(2)根据图2可知，沉淀过程的pH值随时间的变化是先变小后变大，然后保持在9~10之间，而溶液起始的pH值在7~8之间，所以沉淀过程的操作为向卤水中通入CO2至饱和，然后滴加NaOH溶液，同时继续通入CO2，故选c。

(3)沉淀过程选择的温度是48.95℃，因为此温度下，Mg2+沉淀的速率较快，沉淀效率较高，且不会生成其它沉淀。

(5)实验过程中需持续缓缓通入空气，其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还能把生成的二氧化碳全部排入C中，使之完全被氢氧化钙溶液吸收，否则装置内剩余的二氧化碳不被吸收，导致测定结果偏小。

(6)石灰水中的溶质是氢氧化钙，与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，故C中化学方程式为：CO2+ Ca(OH)2=CaCO3↓+ H2O；A中NaOH作用为吸收空气中的二氧化碳；D中碱石灰作用为防止空气中的二氧化碳进入C中，干扰实验，使测定结果偏大。

(7)快速滴加硫酸，使生成的二氧化碳的速率太快，不能被充分吸收；在A～B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置不能提高测定准确度，因为氢氧化钙不吸收水，故选bc。

(8)MgCO33H2O+H2SO4=MgSO4+4H2O+CO2↑ ，CO2+ Ca(OH)2=CaCO3↓+ H2O，可得关系式为：MgCO33H2O~CO2~CaCO3，设样品中MgCO33H2O的质量为x，

，解得x=13.8g

样品中MgCO33H2O的纯度为：=92%

(9)小明认为应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液，其理由除了Ba(OH)2溶解度大，浓度大，使CO2被吸收的更完全外，还有碳酸钡的相对分子质量比碳酸钙的大，等质量的MgCO33H2O生成的碳酸钡质量远大于碳酸钙，实验时相对误差小。

(10)化合物中某元素的质量分数=，若获取MgCO33H2O的样品中含有少量Mg5(OH)2(CO3)44H2O，则产品中镁元素的质量分数偏大，因为MgCO33H2O中镁元素的质量分数为：，而Mg5(OH)2(CO3)44H2O中镁元素的质量分数为：，同质量的Mg5(OH)2(CO3)44H2O比MgCO33H2O生成碳酸钙沉淀多，所以计算的纯度偏大。