Question

堿式碳酸鎂[一般以xMgCO₃?yMg（OH）₂?zH₂O表示]密度小，幾乎不溶于水，但在水中引起輕微的堿性反應(yīng)．不溶于乙醇，常溫下不會(huì)分解，是橡膠制品的優(yōu)良填料．工藝流程如下圖：

（1）回答下列問(wèn)題：
①生石灰是以石灰石與焦炭混合煅燒生成，焦炭的作用是：

 

．
②氫氧化鎂漿液與CO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

 

．
③堿式碳酸鎂用乙醇洗滌的目的是：

 

．
（2）已知：堿式碳酸鎂分解反應(yīng)方程式為：xMgCO₃?yMg（OH）₂?zH₂O 

300℃  .

（x+y）MgO+xCO₂↑+（y+z）H₂O
某同學(xué)將46.6g堿式碳酸鎂樣品置于硬質(zhì)玻璃管中充分灼燒至恒重，殘留固體質(zhì)量為20.0g，將產(chǎn)生的氣體先通過(guò)足量的濃硫酸，再通過(guò)足量的堿石灰，堿石灰質(zhì)量增重17.6g．根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的數(shù)據(jù)，確定堿式碳酸鎂[xMgCO₃?yMg（OH）₂?zH₂O]的化學(xué)式（要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）①CaCO₃高溫分解生成CaO和CO₂，所以焦炭的作用是：作燃料、提供能量；
②根據(jù)流程圖，CO₂與Mg（OH）₂反應(yīng)后的產(chǎn)物經(jīng)壓濾得到Mg（HCO₃）₂，所以CO₂與Mg（OH）₂反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Mg（OH）₂+2CO₂=Mg（HCO₃）₂；
③因?yàn)閴A式碳酸鎂在水中引起輕微的堿性反應(yīng)，不溶于乙醇，所以用乙醇洗滌可以除去表面雜質(zhì)、減少固體的損耗；
（2）殘留固體為CaO，堿石灰吸收CO₂，質(zhì)量增加量為CO₂的質(zhì)量，據(jù)元素守恒可求解．

解答： 解：（1）①CaCO₃高溫分解生成CaO和CO₂，焦炭作燃料、提供能量，故答案為：作燃料、提供能量；
②CO₂與Mg（OH）₂反應(yīng)后的產(chǎn)物經(jīng)壓濾得到反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg（HCO₃）₂，Mg（OH）₂+2CO₂=Mg（HCO₃）₂，
故答案為：Mg（HCO₃）₂，Mg（OH）₂+2CO₂=Mg（HCO₃）₂；
③用乙醇洗滌可以除去表面雜質(zhì)堿式碳酸鎂，減少固體的損耗，故答案為：除去表面雜質(zhì)、減少固體的損耗；
（2）殘留固體為CaO，堿石灰吸收CO₂，質(zhì)量增加量為CO₂的質(zhì)量，可得：
n（Mg²⁺）=20.0g/40g?mol^-1=0.5mol
n（CO₂）=17.6g/44g?mol^-1=0.4mol
據(jù)元素守恒得：
m（MgCO₃）=0.4mol×84g?mol^-1=33.6g
m[Mg（OH）₂]=（0.5mol-0.4mol）=5.8g
n（H₂O）=44.6g-33.6g-5.8g/18g?mol^-1=0.4mol
x：y：z=4：1：4
則堿式碳酸鎂的化學(xué)式為：4MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O，
故答案為：4MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)流程的分析、化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、洗滌方法、化學(xué)計(jì)算，題目難度較大，試題涉及的內(nèi)容較多、綜合性較強(qiáng)．