Question

1．碳酸鎂晶體是一種新型吸波隱形材料中的增強(qiáng)劑．
實(shí)驗(yàn)一：合成碳酸鎂晶體的步驟：
①配制一定濃度的MgSO₄溶液和NH₄HCO₃溶液；
②量取一定量的NH₄ HCO₃溶液于容器中，攪拌并逐滴加入MgSO₄溶液，控制溫度50℃，反應(yīng)一段時(shí)間；
③用氨水調(diào)節(jié)溶液pH至9.5，放置一段時(shí)間后，過濾、洗滌、干燥得碳酸鎂晶體產(chǎn)品．
稱取3.000g MgSO₄樣品配制250mL溶液流程如圖所示：

回答下列問題：
（1）寫出實(shí)驗(yàn)儀器名稱：A電子天平；B250mL容量瓶．配制溶液過程中定容后的“搖勻”的實(shí)驗(yàn)操作為把容量瓶瓶塞塞緊，用食指頂住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶上下顛倒搖動(dòng)多次，使溶液混合均勻．
（2）檢驗(yàn)碳酸鎂晶體是否洗干凈的方法是取最后一次洗滌液少許于試管，加入稀鹽酸酸化，再加入幾滴氯化鋇溶液，若不再產(chǎn)生白色沉淀，則說明沉淀已洗干凈．
實(shí)驗(yàn)二：測(cè)定產(chǎn)品MgCO₃•nH₂O中的n值（儀器和藥品如圖所示）：

（3）實(shí)驗(yàn)二裝置的連接順序?yàn)閍→e、d→b（按氣流方向，用接口字母abcde表示），其中Ⅱ裝置的作用是吸收CO₂以便測(cè)定樣品中碳元素的含量．
（4）加熱前先通入N₂排盡裝置Ⅰ中的空氣，然后稱取裝置Ⅱ、Ⅲ的初始質(zhì)量．進(jìn)行加熱時(shí)還需通入N₂的作用是將分解生成的氣體全部帶入裝置Ⅱ或Ⅲ中，使其完全吸收，并防止倒吸．
（5）若要準(zhǔn)確測(cè)定n值，至少需要下列所給數(shù)據(jù)中的b、c（填選項(xiàng)字母），寫出相應(yīng)1種組合情景下，求算n值的數(shù)學(xué)表達(dá)式：n=$\frac{22{m}_{3}}{9{m}_{2}}$．
a．裝置Ⅰ反應(yīng)前后質(zhì)量差m₁             b．裝置Ⅱ反應(yīng)前后質(zhì)量差m₂    c．裝置Ⅲ反應(yīng)前后質(zhì)量差m₃．

Answer 1

分析 （1）稱取3.000g MgSO₄樣品，需要用到電子天平，配制250mL溶液需要250mL容量瓶；
（2）檢驗(yàn)沉淀已經(jīng)洗滌干凈的方法是檢驗(yàn)洗滌液中是否含有硫酸根離子來檢驗(yàn)是否洗凈；
（3）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)定產(chǎn)品MgCO₃•nH₂O中的n值，需要測(cè)量水和二氧化碳的量，將氣體通過洗氣瓶進(jìn)行洗氣時(shí)，應(yīng)該從長(zhǎng)導(dǎo)管一側(cè)通入氣體；
（4）為了避免引起實(shí)驗(yàn)誤差，保證反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部被裝置C、D吸收，所以要通入N₂排出裝置內(nèi)殘留的氣體，同時(shí)也是為了防止產(chǎn)生倒吸；
（5）若B裝置中無殘留物，通過裝置D吸收的質(zhì)量為生成水的質(zhì)量，裝置C吸收的是分解生成的二氧化碳的質(zhì)量，據(jù)此計(jì)算物質(zhì)的量得到n值．

解答 解：（1）稱取3.000g MgSO₄樣品，需要用到電子天平，故A為電子天平，配制250mL溶液需要250mL容量瓶，故B為250mL容量瓶，“搖勻”的實(shí)驗(yàn)操作為把容量瓶瓶塞塞緊，用食指頂住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶上下顛倒搖動(dòng)多次，使溶液混合均勻，
故答案為：電子天平；250mL容量瓶；把容量瓶瓶塞塞緊，用食指頂住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶上下顛倒搖動(dòng)多次，使溶液混合均勻；
（2）檢驗(yàn)碳酸鎂晶體是否洗干凈的方法是取最后一次洗滌液少許于試管，加入稀鹽酸酸化，再加入幾滴氯化鋇溶液，若不再產(chǎn)生白色沉淀，則說明沉淀已洗干凈，
故答案為：取最后一次洗滌液少許于試管，加入稀鹽酸酸化，再加入幾滴氯化鋇溶液，若不再產(chǎn)生白色沉淀，則說明沉淀已洗干凈；
（3）加熱裝置Ⅰ產(chǎn)生的氣體二氧化碳和水蒸氣依次通過濃硫酸和氫氧化鈉溶液吸收，可以測(cè)定二氧化碳和水蒸氣的量，故裝置連接順序?yàn)閍→e、d→b，其中Ⅱ裝置為堿性溶液吸收CO₂以便測(cè)定樣品中碳元素的含量，進(jìn)而計(jì)算MgCO₃•nH₂O中的n值，
故答案為：a→e、d→b；吸收CO₂以便測(cè)定樣品中碳元素的含量；
（4）進(jìn)行加熱時(shí)還需通入N₂的作用是將分解生成的氣體全部帶入裝置Ⅱ或Ⅲ中，使其完全吸收，減少測(cè)定產(chǎn)生的誤差，并防止倒吸，
故答案為：將分解生成的氣體全部帶入裝置Ⅱ或Ⅲ中，使其完全吸收，并防止倒吸；
（5）若B裝置中無殘留物，通過裝置D吸收的質(zhì)量為生成水的質(zhì)量，裝置C吸收的是分解生成的二氧化碳的質(zhì)量，b．裝置C反應(yīng)前后質(zhì)量差m₂ c．裝置D反應(yīng)前后質(zhì)量差m₃，可以計(jì)算，$\frac{{m}_{2}}{44}$：$\frac{{m}_{3}}{18}$=1：n，n=$\frac{22{m}_{3}}{9{m}_{2}}$，
故答案為：b、c；$\frac{22{m}_{3}}{9{m}_{2}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的組成的測(cè)定，主要考查對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)流程的理解和熟悉實(shí)驗(yàn)操作，同時(shí)通過計(jì)算，確定水分子數(shù)．綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．