Question

【題目】過氧化鎂(MgO2)不溶于水，與酸反應生成H2O2，在醫(yī)學上可作解酸劑。常溫下MgO2較穩(wěn)定，加熱時會分解生成O2和MgO。MgO與H2O2反應可制得MgO2，同時放出大量熱。一種制備MgO2的流程如圖所示：

請回答下列問題：

(1)煅燒Mg2(OH)2CO3的化學反應方程式為_______________________；檢驗Mg2(OH)2CO3已分解完全的方法是______________________________。(寫出實驗操作和現(xiàn)象)

(2)上述制備過程中加入穩(wěn)定劑的作用是___________；操作a為_____________。

MgO2產(chǎn)品中常會混有少量MgO，實驗室可通過多種方案測定樣品中MgO2的含量。某研究小組擬用下圖裝置測定樣品(含MgO雜質)中MgO2的含量。

(3)研究小組的實驗原理是(用化學方程式表示)①___________________________；

②2H2O2 → 2H2O +O2↑，稀鹽酸中加入少量FeCl3溶液的作用是_______________。

(4)實驗中使用恒壓分液漏斗的優(yōu)點是：使分液漏斗中的溶液順利滴下、___________。

(5)反應結束后，先_________________，然后__________________，最后平視刻度線讀數(shù)并記錄。

(6)該小組記錄的實驗數(shù)據(jù)如下，樣品的質量為m g；反應開始前量氣管的讀數(shù)為a mL；反應結束后量氣管的讀數(shù)為b mL，則樣品中過氧化鎂的質量分數(shù)為______(該實驗條件下O2密度為ρ gL-1)。

Answer 1

【答案】Mg2(OH)2CO3 2MgO + CO2 ↑ +H2O 取少量煅燒后的固體，滴入稀鹽酸，無氣泡產(chǎn)生 防止過氧化氫受熱分解或防止過氧化鎂受熱分解 過濾、(洗滌)、干燥 和 催化劑(或催化H2O2的分解) 消除滴入溶液的體積對所測氣體體積的影響 恢復至室溫 移動右側刻度管直到兩側液面相平

【解析】

制備過氧化鎂時，首先將Mg2(OH)2CO3煅燒，使其轉化為MgO；再利用MgO和H2O2反應，由于該反應放出大量的熱，而H2O2和MgO2受熱都易分解，所以需要加穩(wěn)定劑，避免二者分解對制備產(chǎn)生不利；制備出的MgO2不溶于水，再將其從懸濁液中過濾，并洗滌干燥即可。在測定MgO2含量時，利用MgO2與酸反應生成H2O2，將其轉化為H2O2后，再經(jīng)Fe3+催化分解產(chǎn)生O2；通過量取氧氣的體積，再計算出氧氣的量，進而就可確定MgO2的量，樣品中的MgO2的含量進一步即可計算出。

(1) Mg2(OH)2CO3煅燒的方程式為Mg2(OH)2CO3 2MgO + CO2 ↑ +H2O；檢驗Mg2(OH)2CO3是否分解完全，只需驗證固體中是否含有即可，所以可取少量煅燒后的固體，滴入稀鹽酸后無氣泡生成， Mg2(OH)2CO3已經(jīng)分解完全；

(2)由于MgO和H2O2反應制備MgO2的過程中放出大量的熱，為了避免H2O2和MgO2分解對制備不利，則需要加入穩(wěn)定劑；從懸濁液中獲得不溶于水的純凈的MgO2固體，需要過濾，洗滌以及干燥；

(3)①由題可知，研究小組測定樣品中MgO2含量的原理為：和；

②通過分析可知，FeCl3的作用是催化H2O2分解；

(4)在測定樣品中MgO2含量的實驗中，由于要準確測量產(chǎn)生的O2的體積，因此使用恒壓分液漏斗還可以消除滴入溶液對所測氣體體積的影響；

(5)反應過程中會涉及熱量的變化，因此反應后氣體的溫度會與室溫不同，為了準確測量氧氣的體積，要先等裝置恢復至室溫后，再通過移動右側量氣管使兩側液面相平從而確定氧氣的體積；

(6)由題可知，氧氣的體積為(b-a)mL，因此生成氧氣的物質的量為mol，那么樣品中MgO2的物質的量即為mol，質量分數(shù)為。