Question

【題目】堿式碳酸鎂不溶于水，用途廣泛，主要用作橡膠制品的填充劑，能增強(qiáng)橡膠的耐磨性和強(qiáng)度。也可用作油漆和涂料的添加劑，也可用于牙膏、醫(yī)藥和化妝品等工業(yè)。以水氯鎂石(主要成分為MgCl2·6H2O)為原料生產(chǎn)堿式碳酸鎂的主要流程如下：

（1）預(yù)氨化過程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常溫下Ksp(Mg(OH)2)＝1.8×10－11，表示Mg(OH)2沉淀溶解平衡的方程式為 ，Mg(OH)2達(dá)到沉淀達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)溶液的pH （已知：lg36≈1.5）。

（2）已知：常溫下Ka1(H2CO3)＝4.4×10－7，Ka2(H2CO3)＝4.7×10－11，Kb(NH3·H2O)＝1.8×10－5，則NH4HCO3溶液顯 性，c(NH) c(HCO)（選填“大于”、“小于”、“等于”），該溶液物料守恒表達(dá)式為 。

（3）上述流程中的濾液濃縮結(jié)晶，所得主要固體物質(zhì)的化學(xué)式為____________。

（4）高溫煅燒堿式碳酸鎂得到MgO。取堿式碳酸鎂晶體4.84 g，高溫煅燒至恒重，得到固體2.00 g和標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2 0.896 L，則堿式碳酸鎂的化學(xué)式為 ，寫出氯化鎂、氨、碳酸氫銨熱水解生成堿式碳酸鎂的離子方程式 。

Answer 1

【答案】（1）Mg(OH)2(s)Mg2+(aq) + 2OH－(aq) 10.5

（2）酸 大于 c(NH4＋)+ c(NH3·H2O)＝c(CO32－)+ c(HCO3－) + c(H2CO3)

（3）NH4Cl （4）Mg(OH)2·4MgCO3·5H2O

5Mg2+ + 4HCO3－+ 6NH3 + 7H2O＝Mg(OH)2·4MgCO3·5H2O↓+ 6NH4＋

【解析】

試題分析：水氯鎂石（主要成分為MgCl26H2O）為原料生產(chǎn)堿式碳酸鎂的主要流程：加水溶解，通入氨氣，氨氣極易溶于水，得到堿性的氨水，再加入碳酸氫銨，再進(jìn)行熱水解可以將鎂離子沉淀下來，形成堿式碳酸鎂沉淀，過濾即可得到目標(biāo)化合物。

（1）Mg（OH）2沉淀溶解生成鎂離子和氫氧根離子，溶解的離子方程式為Mg（OH）2（s）Mg2+（aq）+2OH-（aq），根據(jù)Ksp＝c(Mg2+)c(OH-)2可知，c(OH-)＝，所以溶液的pH＝10+＝10.5。

（2）Ka1（H2CO3＜Kb（NH3H2O），所以銨根離子的水解程度小于碳酸氫根離子，所以溶液中c（NH4+）＞c（HCO3-），溶液呈堿性，根據(jù)氮元素和碳元素守恒可知物料守恒式為c(NH4＋)+ c(NH3·H2O)＝c(CO32－)+ c(HCO3－) + c(H2CO3)；

（3）根據(jù)流程判斷所得濾液的成分中含有的離子有氯離子和銨根離子，故所得的濾液中含NH4Cl；

（4）碳酸鎂可以寫成氧化物的表示形式，即xMgOyH2OzCO2，根據(jù)題意：堿式碳酸鎂4.84g，高溫煅燒至恒重，得到固體2.00g和標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO20.896L，即n（CO2）＝0.896L÷22.4Lmol-1=4.00×10-2 mol，n（MgO）＝2.00g÷40g/mol＝5.00×10-2mol，

n（H2O）＝＝5.00×10-2mol，

n（MgO）：n（CO2）：n（H2O）＝5.00×10-2：4.00×10-2：5.00×10-2＝5：4：5，

即x：y：z＝5：4：5，所以堿式碳酸鎂的化學(xué)式為：Mg(OH)2·4MgCO3·5H2O[或Mg5（OH）2（CO3）44H2O]；用氯化鎂、氨、碳酸氫銨熱水解生成堿式碳酸鎂的離子方程式為5Mg2+ + 4HCO3－+ 6NH3 + 7H2O＝Mg(OH)2·4MgCO3·5H2O↓+ 6NH4＋。