Question

我國是鎂資源最為豐富的國家之一．
（1）將1mol鎂鋁合金（Mg₁₇Al₁₂）完全溶解于12L 6mol/L的鹽酸中，放出氫氣

 

mol，為使反應(yīng)后溶液中的Mg²⁺、Al³⁺完全沉淀，需加入10mol/L的氨水至少

 

L．
（2）灼燒堿式碳酸鎂可得到MgO．取堿式碳酸鎂4.66g，灼燒至恒重，得到2g固體和1.76g CO₂，某學(xué)生為確定堿式碳酸鎂的化學(xué)式列了以下聯(lián)立方程：
24+17x+60y+18z=4.66÷（

2

40

）…①
2-x-2y=0…②
（

2

40

）×（0.5x+z）×18=4.66-2-1.76…③
（a）①式表達(dá)的是求算堿式碳酸鎂摩爾質(zhì)量的關(guān)系式，則②式表達(dá)的是

 

；
（b）以上關(guān)系式是正確的，據(jù)此可求出該堿式碳酸鎂的化學(xué)式為

 

．
（3）氧化鎂可用于煙氣脫硫，反應(yīng)原理為：
MgO+H₂O→Mg（OH）₂              Mg（OH）₂+SO₂→MgSO₃+H₂O
MgSO₃+H₂O+SO₂→Mg（HSO₃）₂      2MgSO₃+O₂→2MgSO₄
某小組模擬脫硫過程如下（實(shí)驗(yàn)在25℃進(jìn)行）：將MgO加入水中，不斷攪拌，通入SO₂和空氣，得到550g濾液和若干克濾渣．取55g濾液依次加入足量的鹽酸和BaCl₂溶液，得到0.897g白色沉淀；另取55g濾液加入足量氯水和BaCl₂混合溶液，得到1.992g白色沉淀．分析知濾渣中含MgSO₃ 16.82g（其它成分不含硫元素）．
（1）該實(shí)驗(yàn)過程中吸收的SO₂的物質(zhì)的量為

 

mol；消耗氧氣的物質(zhì)的量為

 

mol．
（2）Mg（HSO₃）₂易溶于水；25℃溶解度，MgSO₄：33.7g/100g水；MgSO₃：0.652g/100g水．試通過計(jì)算確定550g濾液中鎂鹽的成分及物質(zhì)的量（寫出計(jì)算過程）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）n（HCl）=12L×6mol/L=72mol，Mg～2HCl、Al～3HCl，以此計(jì)算生成的氫氣；酸堿恰好中和時(shí)Mg²⁺、Al³⁺完全沉淀；
（2）（a）②式與化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0有關(guān)；
（b）以上關(guān)系式是正確的，聯(lián)立方程計(jì)算x、y、z，可得堿式碳酸鎂的化學(xué)式；
（3）0.897g白色沉淀為硫酸鋇；另取55g濾液加入足量氯水和BaCl₂混合溶液，得到1.992g白色沉淀為硫酸鋇，濾渣中含MgSO₃ 16.82g，結(jié)合硫原子守恒計(jì)算二氧化硫的物質(zhì)的量，結(jié)合電子守恒計(jì)算氧氣的量；確定550g濾液中鎂鹽的成分為Mg（HSO₃）₂，結(jié)合上述反應(yīng)及守恒計(jì)算．

解答： 解：（1）n（HCl）=12L×6mol/L=72mol，Mg～2HCl、Al～3HCl，1mol鎂鋁合金（Mg₁₇Al₁₂）消耗HCl為17mol×2+12mol×3=70，生成的氫氣為

70mol

2

=35mol；酸堿恰好中和時(shí)Mg²⁺、Al³⁺完全沉淀，則需加入10mol/L的氨水至少

72mol

10mol/L

=7.2L，
故答案為：35；7.2；
（2）（a）②式與化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0有關(guān)，即2-x-2y=0表達(dá)的是電荷平衡（或化合物化合價(jià)代數(shù)和為零），
故答案為：電荷平衡（或化合物化合價(jià)代數(shù)和為零）；
（b）24+17x+60y+18z=4.66÷（

2

40

）…①
2-x-2y=0…②
（

2

40

）×（0.5x+z）×18=4.66-2-1.76…③
x表示OH^-個(gè)數(shù)，y表示碳酸根離子個(gè)數(shù)，z表示水分子個(gè)數(shù)，以上關(guān)系式是正確的，聯(lián)立方程可得Mg、x、y、z的個(gè)數(shù)比為5：2：4：4，
所以堿式碳酸鎂的化學(xué)式為Mg（OH）₂?4MgCO₃?4H₂O 或Mg₅（OH）₂（CO₃）₄?4H₂O或Mg（OH）_0.4（CO₃）_0.8?0.8H₂O，
故答案為：Mg（OH）₂?4MgCO₃?4H₂O 或Mg₅（OH）₂（CO₃）₄?4H₂O或Mg（OH）_0.4（CO₃）_0.8?0.8H₂O；
（3）0.897g白色沉淀為硫酸鋇；另取55g濾液加入足量氯水和BaCl₂混合溶液，得到1.992g白色沉淀為硫酸鋇，濾渣中含MgSO₃ 16.82g，
①由S原子守恒可知，n（SO₂）=

1.992g×10

233g/mol

+

16.82g

104g/mol

=0.247mol，
由生成0.897g沉淀時(shí)電子守恒可知n（O₂）=

0.897g×10 233g/mol

2

=0.0192 mol，
故答案為：0.247；0.0192；
②MgSO₃不溶于水，硫酸根離子轉(zhuǎn)化為沉淀，則550g濾液中鎂鹽的成分為Mg（HSO₃）₂，
n（MgSO₄）=

0.897g×10

233g/mol

=0.0384mol，
m（MgSO₃）=550g×

0.652g

100g+0.652g

=3.563g，
n（MgSO₃）=

3.563g

104g/mol

=0.0343mol，
則由Mg（HSO₃）₂ 產(chǎn)生的n（BaSO₄）=

1.992g×10

233g/mol

-0.0384mol-0.0352mol=0.0127mol，
所以n[Mg（HSO₃）₂]=

0.0127mol

2

=0.00635mol，
答：550g濾液中鎂鹽的成分為Mg（HSO₃）₂，物質(zhì)的量為0.00635mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及守恒法計(jì)算為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析能力、計(jì)算能力的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度較大．