Question

1．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xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O表示．
Ⅰ．研究其分解產(chǎn)物
（1）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，理由是鎂是銀白色的固體，碳是黑色的固體．
（2）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，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．

（3）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氫氧化鎂在冷水中很難溶解．綜合上述實驗推斷堿式碳酸鎂的分解產(chǎn)物為二氧化碳、水和氧化鎂．
Ⅱ．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二氧化碳能溶于水，若用稀鹽酸代替稀硫酸，則測出碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏大（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670mL，碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.9%．（實驗條件下CO₂密度為1.97g/L）

Ⅲ．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．
（1）裝置B中物質(zhì)為濃硫酸，裝置C的作用為吸收二氧化碳．判斷樣品完全反應(yīng)的方法：當(dāng)觀察到裝置B中無氣體產(chǎn)生，則樣品已完全反應(yīng)．
（2）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．
Ⅵ．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（$\frac{固體樣品的剩余質(zhì)量}{固體樣品的起始質(zhì)量}$×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溫度沒有達(dá)到堿石碳酸鎂分解的溫度．
②分析圖象數(shù)據(jù)判定該說法是假的（填“真的”或“假的”），判定理由是若加熱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．

Answer 1

分析 根據(jù)物質(zhì)的顏色解答；根據(jù)碳酸鹽能與酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w；酚酞試液遇堿性溶液變紅；根據(jù)物質(zhì)在水中的溶解度與溫度有關(guān)解答；根據(jù)裝置結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)分析其用途；根據(jù)題干提供的數(shù)據(jù)結(jié)合化學(xué)方程式計算．

解答 解：Ⅰ．（1）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．
（2）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．

（3）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．
Ⅱ．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：$\frac{1.32g}{1.97g/L}$≈0.670L=670mL，碳元素質(zhì)量為：1.32g×$\frac{12}{44}$=0.36g；
碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.36g}{3.64g}×100%≈9.9%$；
故填：670mL；9.9%；
Ⅲ．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．
（1）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；
（2）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
xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+y）MgO+xCO₂↑+（y+z）H₂O
84x+58y+18z                                                                 18×（y+z）
36.4g                                                                               7.2g
$\frac{84x+58y+18z}{18×（y+z）}$=$\frac{36.4g}{7.2g}$
84x=33y+73z
由于x、y、z均為正整數(shù)，所以符合要求的最小正整數(shù)為x=3，y=1，z=3．
即堿式碳酸鎂的化學(xué)式為3MgCO₃•Mg（OH）₂•3H₂O．
故填：3MgCO₃•Mg（OH）₂•3H₂O
Ⅵ．①0至t₁過程中固體質(zhì)量保持不變的原因是溫度沒有達(dá)到堿石碳酸鎂分解的溫度，故填：溫度沒有達(dá)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）．

點評 本考點屬于鹽的性質(zhì)中實驗方法和過程的探究，根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，要認(rèn)真分析，不僅要把握實驗設(shè)計的每一個步驟中的實驗?zāi)康�，還要加強記憶除去常用離子的方法，從而突破難點．有關(guān)的計算要準(zhǔn)確，本考點經(jīng)常出現(xiàn)在實驗題中．