Question

一種含有結(jié)晶水的化合物A，能作為新型化學冷卻降溫材料．實驗室在碳酸氫鎂溶液中通入熱的水蒸氣，
Mg（HCO₃）₂溶液經(jīng)受熱分解、沉淀轉(zhuǎn)化等一系列反應，再經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到化合物A．
（1）化合物A能作為化學冷卻降溫材料，說明其分解是

 

  （填“吸熱”或“放熱”）反應．
（2）過濾時，需要的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒，還需要

 

．
（3）對化合物A的成分做如下定性實驗：
取少量化合物A樣品于試管中加熱，將生成的所有氣體依次通過無水CuSO₄和澄清石灰水．
試回答：
①澄清石灰水變渾濁，可證明化合物A的分解產(chǎn)物中含有

 

．
②無水CuSO₄變藍，可證明化合物A中除肯定含

 

，還可能含有

 

．
（4）化合物A的組成可初步確定為Mg_x（CO₃）_y（OH）_z?nH₂O，為進一步確定該化合物A的成分，進行了如下定量研究：取4.84g化合物A加熱分解，第一階段為脫去全部結(jié)晶水，第二階段最終剩余2.00g MgO固體．固體質(zhì)量隨溫度的變化如圖所示．
請通過計算確定化合物A的化學式（寫出計算過程）．

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）化合物A能作為化學冷卻降溫材料，說明分解時吸收熱量；
（2）過濾用到燒杯、玻璃棒、漏斗等玻璃儀器；
（3）澄清石灰水變渾濁，說明生成二氧化碳氣體，無水CuSO₄變藍，說明生成水；
（4）根據(jù)質(zhì)量的變化計算生成的氣體、水和剩余固體的質(zhì)量的物質(zhì)的量之比，可確定化學式．

解答： 解：（1）化合物A能作為化學冷卻降溫材料，說明分解時吸收熱量，故答案為：吸熱；
（2）過濾用到燒杯、玻璃棒、漏斗等玻璃儀器，故答案為：漏斗；
（3）①澄清石灰水變渾濁，說明生成二氧化碳氣體，故答案為：CO₂；
②無水CuSO₄變藍，說明生成水，則A中含有結(jié)晶水或含有OH^-，故答案為：結(jié)晶H₂O；OH^-；
（4）n（H₂O）=

4.84g-3.94g

18g/mol

=0.05mol，
n（Mg²⁺）=n（MgO）=

2.00g

40g/mol

=0.05mol，
由圖可得，CO₂和H₂O的總質(zhì)量=3.94g-2.00g=1.94g；
又根據(jù)A的化學式Mg_x（CO₃）_y（OH）_z?nH₂O由化合價代數(shù)和為0得，+2×x+（-2）×y+（-1）×z=0，
即2y+z=2x
設(shè)CO₃^2-和OH^-的物質(zhì)的量分別為a和b，

44a+9b=3.94-2.00 2a+b=0.05×2

解得a=0.04，b=0.02，
n（Mg²⁺）：n（CO₃^2-）：n（OH^-）：n（H₂O）=5：4：2：5，
所以化學式為Mg₅（CO₃）₄（OH）₂?5H₂O，
故答案為：Mg₅（CO₃）₄（OH）₂?5H₂O．

點評：本題考查物質(zhì)的含量和組成的測定，側(cè)重于學生的分析能力、實驗能力和計算能力的考查，為高考常見題型，注意把握實驗的基本方法，結(jié)合質(zhì)量的變化解答該題．