Question

一种含有结晶水的化合物A，能作为新型化学冷却降温材料．实验室在Mg（HCO₃）₂溶液中通入热的水蒸气，Mg（HCO₃）₂溶液经受热分解、沉淀转化等一系列反应，再经过滤、洗涤、干燥得到化合物A．
（1）化合物A能作为化学冷却降温材料，说明其分解是

 

（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）对化合物A的成分做如下定性实验：取少量化合物A样品于试管中加热，将生成的所有气体依次通过无水CuSO₄和澄清石灰水．试回答：
①无水CuSO₄变蓝，可证明化合物A中除可能含

 

，还可能含有

 

．
②澄清石灰水变浑浊，可证明化合物A的分解产物中含有

 

．
（3）化合物A的组成可初步确定为Mg_x（CO₃）_y（OH）_z?nH₂O，为进一步确定该化合物A的成分，进行了如下定量研究：取4.84g化合物A加热分解，第一阶段为脱去全部结晶水，第二阶段最终剩余2.00g MgO固体．加热过程中，固体质量随温度的变化如图所示．请通过计算确定化合物A的化学式（写出计算过程）．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算,反应热和焓变,镁、铝的重要化合物

专题：计算题

分析：（1）化合物A能作为化学冷却降温材料，说明分解时吸收热量；
（2）①无水CuSO₄变蓝，说明生成水，可推知，化合物A可能可以结晶水或氢氧化镁；
②澄清石灰水变浑浊，说明生成二氧化碳气体；
（3）第一阶段为脱去全部结晶水，其质量为4.84g-3.94g，第二阶段生成CO₂和H₂O的总质量=3.94g-2.00g=1.94g，剩余2g为MgO，计算结晶水、MgO的物质的量，设CO₃^2-和OH^-的物质的量分别为a和b，根据生成二氧化碳、水的总质量及化合价规则列方程，进而确定化学式．

解答： 解：（1）化合物A能作为化学冷却降温材料，说明分解时吸收热量，故答案为：吸热；
（2）①无水CuSO₄变蓝，说明生成水，则A中含有结晶水或含有氢氧化镁，故答案为：结晶水；氢氧化镁；
②澄清石灰水变浑浊，说明生成二氧化碳气体，故答案为：CO₂；
（3）n（H₂O）=

4.84g-3.94g

18g/mol

=0.05mol，
n（Mg²⁺）=n（MgO）=

2.00g

40g/mol

=0.05mol，
由图可得，CO₂和H₂O的总质量=3.94g-2.00g=1.94g；
又根据A的化学式Mg_x（CO₃）_y（OH）_z?nH₂O，由化合价代数和为0得：2×x+（-2）×y+（-1）×z=0，即2y+z=2x，
设CO₃^2-和OH^-的物质的量分别为a和b，则：

44a+9b=3.94-2 2a+b=0.05×2

，解得a=0.04，b=0.02，
则n（Mg²⁺）：n（CO₃^2-）：n（OH^-）：n（H₂O）=5：4：2：5，
故其化学式为Mg₅（CO₃）₄（OH）₂?5H₂O，
故答案为：Mg₅（CO₃）₄（OH）₂?5H₂O．

点评：本题考查物质的含量和组成的测定，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，为高考常见题型，明确各阶段发生的反应，结合质量的变化解答该题，难度中等．