Question

【題目】碳酸鎂水合物是制備鎂產品的中間體． 【制取MgCO33H2O】工業(yè)上從弱堿性鹵水（主要成分為MgCl2）中獲取MgCO33H2O的方法如圖1：

（1）沉淀過程的化學方程式為： MgCl2+CO2+2NaOH+2H2O═MgCO33H2O↓+2 ．
（2）沉淀過程的pH隨時間的變化如圖2所示，沉淀過程的操作為（填字母）．
a．向鹵水中滴加NaOH溶液，同時通入CO2
b．向NaOH溶液中滴加鹵水，同時通入CO2
c．向鹵水中通入CO2至飽和，然后滴加NaOH溶液，同時繼續(xù)通入CO2
d．向NaOH溶液中通入CO2至飽和，然后滴加鹵水，同時繼續(xù)通入CO2
（3）沉淀過程的溶液中鎂離子含量隨時間的變化如圖3所示，不同溫度下所得到沉淀產物如表26﹣1所示．
表26﹣1 不同反應溫度下的水合碳酸鎂

溫度（℃）	產物
46.95	MgCO33H2O
47.95	MgCO33H2O
48.95	MgCO33H2O
49.95	Mg5（OH）2（CO3）44H2O

則沉淀過程選擇的溫度為 ， 理由是 ．
（4）【測定MgCO33H2O的純度】 利用如圖所示裝置（圖中夾持儀器略去）進行實驗，以確定MgCO33H2O的純度．

依據(jù)實驗過程回答下列問題：
實驗過程中需持續(xù)緩緩通入空氣，其作用除了可攪拌B、C中的反應物外，還有 ．
（5）C中反應生成CaCO3的化學方程式為；D中堿石灰的作用為 ．
（6）下列各項措施中，不能提高測定準確度的是（填標號）． a．在加入硫酸之前，應排凈裝置內的CO2氣體
b．為了縮短實驗時間，快速滴加硫酸
c．在A～B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置
d．在C裝置左側導管末端增添多孔球泡
（7）實驗中準確稱取15.0g樣品三份，進行三次測定，測得中生成CaCO3沉淀的平均質量為10.0g．請計算樣品中MgCO33H2O的純度（寫出計算過程）．
（8）小明認為應將澄清石灰水換成Ba（OH）2溶液，其理由除了Ba（OH）2溶解度大，濃度大，使CO2被吸收的更完全外，還有 ．
（9）若獲取MgCO33H2O的樣品中含有少量Mg5（OH）2（CO3）44H2O，則產品中鎂元素的質量分數(shù)（填“偏大”“不變”或“偏小”，下同），樣品中MgCO33H2O的純度 ．

Answer 1

【答案】
（1）NaCl
（2）c
（3）48.95℃；此溫度下，Mg2+沉淀的速率較快，沉淀效率較高，且不會生成其它沉淀
（4）把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ca（OH）2溶液吸收
（5）Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O；防止空氣中的CO2進入C裝置干擾實驗
（6）bc
（7）92.0%
（8）BaCO3的相對分子質量比CaCO3大，等質量的MgCO33H2O生成的BaCO3質量大于CaCO3質量，實驗時相對誤差小
（9）偏大；偏大
【解析】解：【制取MgCO33H2O】（1）由反應的化學方程式可知，反應前后鎂原子都是1個，碳原子都是1個，氧原子都是6個，氫原子都是6個，反應前氯原子和鈉原子都是2個，都包含在未知物質中，因此未知物質是氯化鈉． 故填：NaCl．（2）沉淀過程的pH隨時間的變化如圖2所示，弱堿性鹵水的pH大于7，開始時pH逐漸減小，說明加入了二氧化碳，一會兒后pH升高，說明加入了氫氧化鈉溶液，同時繼續(xù)通入二氧化碳，使反應繼續(xù)進行．
故選：c．（3）由表中數(shù)據(jù)可知，沉淀過程選擇的溫度為48.95℃，這是因為此溫度下，Mg2+沉淀的速率較快，沉淀效率較高，且不會生成其它沉淀．
故填：48.95℃；此溫度下，Mg2+沉淀的速率較快，沉淀效率較高，且不會生成其它沉淀．【測定MgCO33H2O的純度】（4）實驗過程中需持續(xù)緩緩通入空氣，其作用除了可攪拌B、C中的反應物外，還有把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ca（OH）2溶液吸收．
故填：把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ca（OH）2溶液吸收．（5）C中氫氧化鈣和二氧化碳反應生成碳酸鈣和水，反應的化學方程式為：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O；
D中堿石灰的作用為防止空氣中的CO2進入C裝置干擾實驗．
故填：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O；防止空氣中的CO2進入C裝置干擾實驗．（6）a．在加入硫酸之前，應排凈裝置內的CO2氣體，這樣能夠防止空氣中的二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣，影響實驗結果，該選項能提高測定準確度；
b．快速滴加硫酸，可能會導致產生的二氧化碳氣體不能被氫氧化鈣溶液全部吸收，從而導致實驗結果不準確，該選項不能提高測定準確度；
c．在A～B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置時能夠吸收水蒸氣，但是通過B裝置后又會帶進水蒸氣，該選項不能提高測定準確度；
d．在C裝置左側導管末端增添多孔球泡，能夠增大二氧化碳和氫氧化鈣的接觸面積，利于二氧化碳氣體的全部吸收，該選項能提高測定準確度．
故選：bc．（7）解：設MgCO33H2O的質量為x，

MgCO33H2O～CO2～	CaCO3
138	100
x	10.0g

= ，
x=13.8g
MgCO33H2O的純度為： ×100%=92.0%，
故填：92.0%．（8）將澄清石灰水換成Ba（OH）2溶液，其理由除了Ba（OH）2溶解度大，濃度大，使CO2被吸收的更完全外，還有BaCO3的相對分子質量比CaCO3大，等質量的MgCO33H2O生成的BaCO3質量大于CaCO3質量，實驗時相對誤差�。�
故填：BaCO3的相對分子質量比CaCO3大，等質量的MgCO33H2O生成的BaCO3質量大于CaCO3質量，實驗時相對誤差小．（9）MgCO33H2O中鎂元素、碳元素質量分數(shù)分別為： ×100%=17.4%， ×100%=8.7%，
Mg5（OH）2（CO3）44H2O中鎂元素、碳元素質量分數(shù)分別為： ×100%=25.8%， ×100%=10.3%，
由計算可知，MgCO33H2O中的鎂元素、碳元素質量分數(shù)都小于Mg5（OH）2（CO3）44H2O中的鎂元素、碳元素質量分數(shù)，因此若獲取MgCO33H2O的樣品中含有少量Mg5（OH）2（CO3）44H2O，則產品中鎂元素的質量分數(shù)偏大，樣品中MgCO33H2O的純度偏大．
故填：偏大；偏大．
【制取MgCO33H2O】
化學反應前后，元素種類不變，原子種類和總個數(shù)都不變；
根據(jù)溶液pH的變化情況可以判斷操作過程；
根據(jù)表中和圖中提供的數(shù)據(jù)、信息可以判斷相關方面的問題；
【測定MgCO33H2O的純度】
不同的實驗裝置，功能不同；
二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，是因為二氧化碳和氫氧化鈣反應生成了白色沉淀碳酸鈣和水；根據(jù)反應的化學方程式及其提供的數(shù)據(jù)可以進行相關方面的計算和判斷；碳酸鋇的相對分子質量是197，碳酸鈣的相對分子質量是100；若獲取MgCO33H2O的樣品中含有少量Mg5（OH）2（CO3）44H2O，根據(jù)物質中組成元素的含量可以判斷計算結果．