Question

碱式碳酸镁[一般以xMgCO₃?yMg（OH）₂?zH₂O表示]密度小，几乎不溶于水，但在水中引起轻微的碱性反应．不溶于乙醇，常温下不会分解，是橡胶制品的优良填料．工艺流程如下图：

（1）回答下列问题：
①生石灰是以石灰石与焦炭混合煅烧生成，焦炭的作用是：

 

．
②氢氧化镁浆液与CO₂反应的化学方程式为：

 

．
③碱式碳酸镁用乙醇洗涤的目的是：

 

．
（2）已知：碱式碳酸镁分解反应方程式为：xMgCO₃?yMg（OH）₂?zH₂O 

300℃  .

（x+y）MgO+xCO₂↑+（y+z）H₂O
某同学将46.6g碱式碳酸镁样品置于硬质玻璃管中充分灼烧至恒重，残留固体质量为20.0g，将产生的气体先通过足量的浓硫酸，再通过足量的碱石灰，碱石灰质量增重17.6g．根据实验测定的数据，确定碱式碳酸镁[xMgCO₃?yMg（OH）₂?zH₂O]的化学式（要求写出计算过程）．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）①CaCO₃高温分解生成CaO和CO₂，所以焦炭的作用是：作燃料、提供能量；
②根据流程图，CO₂与Mg（OH）₂反应后的产物经压滤得到Mg（HCO₃）₂，所以CO₂与Mg（OH）₂反应的化学方程式为：Mg（OH）₂+2CO₂=Mg（HCO₃）₂；
③因为碱式碳酸镁在水中引起轻微的碱性反应，不溶于乙醇，所以用乙醇洗涤可以除去表面杂质、减少固体的损耗；
（2）残留固体为CaO，碱石灰吸收CO₂，质量增加量为CO₂的质量，据元素守恒可求解．

解答： 解：（1）①CaCO₃高温分解生成CaO和CO₂，焦炭作燃料、提供能量，故答案为：作燃料、提供能量；
②CO₂与Mg（OH）₂反应后的产物经压滤得到反应的化学方程式为Mg（HCO₃）₂，Mg（OH）₂+2CO₂=Mg（HCO₃）₂，
故答案为：Mg（HCO₃）₂，Mg（OH）₂+2CO₂=Mg（HCO₃）₂；
③用乙醇洗涤可以除去表面杂质碱式碳酸镁，减少固体的损耗，故答案为：除去表面杂质、减少固体的损耗；
（2）残留固体为CaO，碱石灰吸收CO₂，质量增加量为CO₂的质量，可得：
n（Mg²⁺）=20.0g/40g?mol^-1=0.5mol
n（CO₂）=17.6g/44g?mol^-1=0.4mol
据元素守恒得：
m（MgCO₃）=0.4mol×84g?mol^-1=33.6g
m[Mg（OH）₂]=（0.5mol-0.4mol）=5.8g
n（H₂O）=44.6g-33.6g-5.8g/18g?mol^-1=0.4mol
x：y：z=4：1：4
则碱式碳酸镁的化学式为：4MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O，
故答案为：4MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O．

点评：本题考查化学流程的分析、化学方程式的书写、洗涤方法、化学计算，题目难度较大，试题涉及的内容较多、综合性较强．