Question

【題目】堿式碳酸鎂高溫能分解，可用于鎂鹽制備，制藥工業(yè)等．其組成一般以xMgCO3yMg（OH）2zH2O表示．
（1）研究其分解產(chǎn)物 （i）取樣高溫灼燒，檢測到有二氧化碳和水生成，充分反應(yīng)后，得到白色固體，由此推斷生成物中肯定不含金屬鎂及單質(zhì)碳，理由是 ．
（ii）檢驗生成物中是否含有碳酸鎂、氫氧化鎂．

	操作現(xiàn)象	結(jié)論
①	取適量生成物置于試管中， ．	生成物中不含碳酸鎂．
②	取適量生成物置于試管中，加入熱水，滴入酚酞試液，觀察到現(xiàn)象．	生成物中不含氫氧化鎂．

（iii）用酚酞試液檢驗是否存在氫氧化鎂不能用冷水代替熱水是因為 ． 綜合上述實驗推斷堿式碳酸鎂的分解產(chǎn)物為二氧化碳、水和 ．
（2）測定堿式碳酸鎂中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 按圖一進行實驗．
①量氣管中裝有飽和碳酸氫鈉溶液，不能用水代替是因為 ， 若用稀鹽酸代替稀硫酸，則測出碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．
②實驗中共消耗稀硫酸20mL，根據(jù)所測數(shù)據(jù)求得生成氣體的質(zhì)量為1.32g，則進入量氣管的氣體體積為 ， 碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ． （實驗條件下CO2密度為1.97g/L）
（3）確定堿式碳酸鎂的組成 設(shè)計如圖二裝置，并按下述步驟操作．
步驟1：檢查裝置的氣密性，將36.4g樣品置于試管中，稱量裝置B的質(zhì)量為192g．
步驟2：加熱裝置A直至樣品完全反應(yīng)．
步驟3：用止水夾夾緊裝置A和裝置B間膠皮管，停止加熱，冷卻至室溫．
步驟4：稱量裝置B的質(zhì)量為199.2g．
（i）裝置B中物質(zhì)為 ， 裝置C的作用為 ． 判斷樣品完全反應(yīng)的方法：當(dāng)觀察到裝置B中 ， 則樣品已完全反應(yīng)．
（4）（ii）根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)求出堿式碳酸鎂的化學(xué)式，寫出計算過程．
（5）有人說“加熱堿式碳酸鎂最后階段固體質(zhì)量減少是因為生成二氧化碳”是真的嗎？ 另取一定量堿式碳酸鎂樣品在空氣中加熱，測出樣品的固體殘留率（ ×100%）隨溫度的變化如圖三所示，請回答下列問題．
①0至t1過程中固體質(zhì)量保持不變的原因是 ．
②分析圖像數(shù)據(jù)判定該說法是（填“真的”或“假的”），判定理由是

Answer 1

【答案】
（1）鎂是銀白色的固體，碳是黑色的固體；加入鹽酸，沒有氣泡產(chǎn)生；溶液不變色；氫氧化鎂在冷水中很難溶解；氧化鎂
（2）二氧化碳能溶于水；偏大；670mL；9.9%
（3）濃硫酸；吸收二氧化碳；無氣體產(chǎn)生
（4）解：反應(yīng)前B的質(zhì)量是192g，反應(yīng)后B的質(zhì)量是199.2g，故生成水的質(zhì)量為：199.2g﹣192g=7.2g

由圖一實驗得，加入3.64g樣品得到的碳元素的質(zhì)量為0.36g，圖二的實驗加入樣品質(zhì)量為36.4g，則碳元素的質(zhì)量為3.6g，則MgCO3的個數(shù)為 =0.3

根據(jù)反應(yīng)式MgCO3 MgO+CO2↑得：

0.3MgCO3分解得到的MgO質(zhì)量為40×0.3=12g，CO2的質(zhì)量為0.3×44=13.2g；

根據(jù)反應(yīng)式y(tǒng)Mg（OH）2 yMgO+yH2O得：

yMg（OH）2分解得到的MgO的質(zhì)量為40y,得到水的質(zhì)量為18y；

所以產(chǎn)物MgO的總質(zhì)量為12g+40y，CO2的總質(zhì)量為13.2g，水的總質(zhì)量為18y+18z=7.2g;

根據(jù)質(zhì)量守恒定律得：12g+40y+13.2g+7.2g=36.4g

40y=4g

y=0.1

所以有：18×0.1+18z=7.2

z=0.3

因此x:y:z=0.3:0.1:0.3=3:1:3

該堿式碳酸鎂的化學(xué)式為3MgCO3Mg（OH）23H2O

（5）溫度沒有達到堿石碳酸鎂分解的溫度；假的；若加熱3.64g堿式碳酸鎂溫度從t3至t4段固體減少質(zhì)量為3.64g×85.2%﹣3.64g×48.9%=1.32g與實驗中生成二氧化碳質(zhì)量相等
【解析】解：（1）（i）取樣高溫灼燒，由于鎂是銀白色的固體而碳是黑色的固體，故推斷生成物中肯定不含金屬鎂及單質(zhì)碳，故填：鎂是銀白色的固體而碳是黑色的固體．（ii）碳酸鹽遇酸會產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，故可以加入鹽酸確定是否含有碳酸鎂；氫氧化鎂溶于熱水呈堿性，能使酚酞試液變紅，故填：

	操作現(xiàn)象	結(jié)論
①	取適量生成物置于試管中，加入鹽酸，沒有氣泡產(chǎn)生．	生成物中不含碳酸鎂．
②	取適量生成物置于試管中，加入熱水，滴入酚酞試液， 觀察到 溶液不變色現(xiàn)象．	生成物中不含氫氧化鎂．

（iii）固體物質(zhì)的溶解度一般隨溫度的升高而增大，氫氧化鎂在冷水中很難溶劑，故用酚酞試液檢驗是否存在氫氧化鎂不能用冷水代替熱水；經(jīng)過推斷，堿式碳酸鎂的分解產(chǎn)物為二氧化碳、水和氧化鎂，故填：氫氧化鎂在冷水中很難溶溶解；氧化鎂．（2）①由于二氧化碳能溶于水，故量氣管中裝有飽和碳酸氫鈉溶液不能用水代替；若用稀鹽酸代替稀硫酸，則測出的二氧化碳的質(zhì)量偏大，會導(dǎo)致測定的碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，故填：二氧化碳能溶于水；偏大；
②實驗中共消耗稀硫酸20mL，根據(jù)所測數(shù)據(jù)求得生成氣體的質(zhì)量為1.32g，則進入量氣管的氣體體積為： ≈0.670L=670mL，碳元素質(zhì)量為：1.32g× =0.36g；
碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： ；
故填：670mL；9.9%；
·（3）確定堿式碳酸鎂的組成
設(shè)計如上圖二裝置，并按下述步驟操作．
步驟1：檢查裝置的氣密性，將36.4g樣品置于試管中，稱量裝置B的質(zhì)量為192g．
步驟2：加熱裝置A直至樣品完全反應(yīng)．
步驟3：用止水夾夾緊裝置A和裝置B間膠皮管，停止加熱，冷卻至室溫．
步驟4：稱量裝置B的質(zhì)量為199.2g．（i）堿式碳酸鎂受熱分解生成氧化鎂、水二氧化碳，故裝置B中盛有濃硫酸，用于吸收水，裝置C中的堿石灰用于吸收二氧化碳；若是完全反應(yīng)，則裝置B中不再產(chǎn)生氣體；故填：濃硫酸；吸收二氧化碳；無氣體產(chǎn)生；（4）（ii）反應(yīng)前B的質(zhì)量是192g，反應(yīng)后B的質(zhì)量是199.2g，故生成水的質(zhì)量為：199.2g﹣192g=7.2g；
由圖一實驗得，加入3.64g樣品得到的碳元素的質(zhì)量為0.36g，圖二的實驗加入樣品質(zhì)量為36.4g，則碳元素的質(zhì)量為3.6g，則MgCO3的個數(shù)為 =0.3
根據(jù)反應(yīng)式MgCO3 MgO+CO2↑得：
0.3MgCO3分解得到的MgO質(zhì)量為40×0.3=12g，CO2的質(zhì)量為0.3×44=13.2g；
根據(jù)反應(yīng)式y(tǒng)Mg（OH）2 yMgO+yH2O得：
yMg（OH）2分解得到的MgO的質(zhì)量為40y,得到水的質(zhì)量為18y；
所以產(chǎn)物MgO的總質(zhì)量為12g+40y，CO2的總質(zhì)量為13.2g，水的總質(zhì)量為18y+18z=7.2g;
根據(jù)質(zhì)量守恒定律得：12g+40y+13.2g+7.2g=36.4g
40y=4g
y=0.1
所以有：18×0.1+18z=7.2
z=0.3
因此x:y:z=0.3:0.1:0.3=3:1:3
該堿式碳酸鎂的化學(xué)式為3MgCO3Mg（OH）23H2O
·（5）①0至t1過程中固體質(zhì)量保持不變的原因是溫度沒有達到堿石碳酸鎂分解的溫度，故填：溫度沒有達到堿石碳酸鎂分解的溫度；
②若加熱3.64g堿式碳酸鎂溫度從t3至t4段固體減少質(zhì)量為3.64g×85.2%﹣3.64g×48.9%=1.32g與實驗中生成二氧化碳質(zhì)量相等（或若加熱3.64g堿式碳酸鎂溫度從t5至t6段固體減少質(zhì)量為3.64g×48.9%﹣3.64g×44.0%=0.18g與實驗中生成二氧化碳質(zhì)量不相等）．所以該說法是假的．故填：假的；若加熱3.64g堿式碳酸鎂溫度從t3至t4段固體減少質(zhì)量為3.64g×85.2%﹣3.64g×48.9%=1.32g與實驗中生成二氧化碳質(zhì)量相等（或若加熱3.64g堿式碳酸鎂溫度從t5至t6段固體減少質(zhì)量為3.64g×48.9%﹣3.64g×44.0%=0.18g與實驗中生成二氧化碳質(zhì)量不相等）．
【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式的相關(guān)知識，掌握注意：a、配平 b、條件 c、箭號．