【题目】碳酸镁水合物是制备镁产品的中间体。
【制取MgCO3·3H2O】工业上从弱碱性卤水(主要成分为MgCl2)中获取MgCO3·3H2O的方法如下:
图1 获取MgCO3·3H2O的工艺流程
图2 沉淀过程的pH变化 图3 不同温度下溶液中镁离子含量随时间的变化
(1)沉淀过程的化学方程式为:
MgCl2+CO2+2NaOH+2H2OMgCO3·3H2O↓+2_________。
(2)沉淀过程的pH随时间的变化如图2所示,沉淀过程的操作为_______(填字母)。
a. 向卤水中滴加NaOH溶液,同时通入CO2
b. 向NaOH溶液中滴加卤水,同时通入CO2
c. 向卤水中通入CO2至饱和,然后滴加NaOH溶液,同时继续通入CO2
d. 向NaOH溶液中通入CO2至饱和,然后滴加卤水,同时继续通入CO2
(3)沉淀过程的溶液中镁离子含量随时间的变化如图3所示,不同温度下所得到沉淀产物如表所示。
不同反应温度下的水合碳酸镁
温度(℃) | 产物 |
46.95 | MgCO3·3H2O |
47.95 | MgCO3·3H2O |
48.95 | MgCO3·3H2O |
49.95 | Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O |
则沉淀过程选择的温度为_________,理由是_________。
【测定MgCO3·3H2O的纯度】
利用下图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,以确定MgCO3·3H2O的纯度。
依据实验过程回答下列问题:
(1)实验过程中需持续缓缓通入空气,其作用除了可搅拌B、C中的反应物外,还有_________。
(2)C中反应生成CaCO3的化学方程式为___________;D中碱石灰的作用为___________。
(3)下列各项措施中,不能提高测定准确度的是___________(填标号)。
a.在加入硫酸之前,应排净装置内的CO2气体
b.为了缩短实验时间,快速滴加硫酸
c.在A~B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d.在C装置左侧导管末端增添多孔球泡
(4)实验中准确称取15.0 g样品三份,进行三次测定,测得中生成CaCO3沉淀的平均质量为10.0 g。请计算样品中MgCO3·3H2O的纯度(写出计算过程)。 ______________________
(5)小明认为应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液,其理由除了Ba(OH)2溶解度大,浓度大,使CO2被吸收的更完全外,还有___________。
(6)若获取MgCO3·3H2O的样品中含有少量Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O,则产品中镁元素的质量分数_______(填“偏大”“不变”或“偏小”,下同),样品中MgCO3·3H2O的纯度_______。
【答案】 NaCl c 48.95℃ 此温度下,Mg2+沉淀的速率较快,沉淀效率较高,且不会生成其它沉淀 把生成的CO2全部排入C中,使之完全被Ca(OH)2溶液吸收 Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O 防止空气中的CO2进入C干扰实验 bc 92.0% 因BaCO3的相对分子质量比CaCO3大,等质量的MgCO3·3H2O生成的BaCO3质量远大于CaCO3,实验时相对误差小 偏大 偏大
【解析】 (1). 据质量守恒定律反应前后原子的种类、个数不变,可得方程式为MgCl2+CO2+2NaOH+2H2OMgCO3·3H2O↓+2NaCl (2). 由图可知,沉淀过程的pH随时间的变化是先变小至小于7,后变大至大于7,所以操作是向卤水中通入CO2至饱和,由于生成碳酸,溶液显酸性,pH小于7,然后滴加NaOH溶液,同时继续通入CO2,生成碳酸钠,溶液呈碱性。
(3). 沉淀过程选择的温度为48.95℃ ,理由是 此温度下,Mg2+沉淀的速率较快,沉淀效率较高,且不会生成其它沉淀 (5). 实验过程中需持续缓缓通入空气,其作用除了可搅拌B、C中的反应物外,还有把生成的CO2全部排入C中,使之完全被Ca(OH)2溶液吸收 ,否则装置内剩余二氧化碳不被吸收,导致测定结果偏小, (6). 石灰水的溶质氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,反应方程式为:Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O (7). D中碱石灰的作用为防止空气中的CO2进入C干扰实验,使测定结果偏大。 (8). 快速滴加硫酸,使生成二氧化碳的速率太快,不能被充分吸收;在A~B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置不能提高测定的准确性,因为氢氧化钙不吸收水。 (9). MgCO3·3H2O+ H2SO4= MgSO4+ CO2↑+4H2O;CO2 + Ca(OH)2 == CaCO3↓+ H2O;可得关系式为MgCO3·3H2O~ CO2~ CaCO3↓,设样品中MgCO3·3H2O的质量为x, MgCO3·3H2O~ CaCO3↓,
138 100
x 10.0g
138/x=100/10.0g x=13.8g 样品中MgCO3·3H2O的纯度 13.8g÷15g×100%=92.0% (10). 因BaCO3的相对分子质量比CaCO3大,等质量的MgCO3·3H2O生成的BaCO3质量远大于CaCO3,实验时相对误差小 (11). ,若获取MgCO3·3H2O的样品中含有少量Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O,则产品中镁元素的质量分数偏大,因为MgCO3·3H2O中镁元素的质量分数=24÷138×100%;Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O镁元素的质量分数=(24×5)÷458×100%;同质量的Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O比MgCO3·3H2O生成的碳酸钙沉淀多,,所以计算的纯度偏大.
科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】根据如图回答问题:
(1)实验室若选用装置A制取氧气,缺少的仪器是________________。写出用高锰酸钾制取氧气化学方程式为 _____________________________________。
(2)实验室若选用装置B制取二氧化碳,则需要改正的一点是 ___________________。请你写出用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式____________________ ,将产生的二氧化碳气体通入澄清石灰水,可观察到的现象是 ____________________ 。
(3)用制取的二氧化碳进行试验:用化学方程式解释实验(Ⅱ)中的现象________。
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科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】镁带在二氧化碳中燃烧的化学方程式为2Mg+CO2点燃2MgO+C,该反应属于
A. 分解反应 B. 化合反应 C. 复分解反应 D. 置换反应
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科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】硫酸铜溶液对过氧化氢的分解有催化作用,取一定质量8.5%的过氧化氢溶液倒入烧杯中,加入一定质量15%的硫酸铜溶液,过氧化氢完全分解,有关实验数据如表所示(不考虑气体在水中的溶解).请计算:
反应前 | 反应后 | ||
实验数据 | 烧杯和过氧化氢溶液的质量/g | 硫酸铜溶液的质量/g | 烧杯和烧杯中溶液的质量/g |
60 | 3.3 | 62.5 |
(1)生成氧气的质量为________.
(2)反应后烧杯中溶液溶质的质量分数.(写出计算过程,结果精确到0.1%).
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科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】铁的化合物有广泛用途,如碳酸亚铁(FeCO3)可作为补血剂,铁红(Fe2O3)可作为颜料,制备FeCO3和Fe2O3的一种流程如下图所示:
资料:FeCO3FeO+CO2↑,4FeO+O2=2Fe2O3;
FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑
下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ需控制温度在35℃以下,原因可能是因为NH4HCO3受热易分解
B. 滤液中的溶质只有( NH4)2 SO4
C. 在空气中煅烧23.2g的FeCO3,得到Fe2O3和FeO的混合物15.2g。则生成Fe2O38.0g
D. 在空气中充分煅烧FeCO3,若煅烧时间越多,则最终所得固体的质量越小
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科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】NaCl、KNO3两种固体物质的溶解度曲线如图所示。下列说法正确的是:
A. KNO3的溶解度大于NaCl的溶解度
B. 将两种物质的饱和溶液从50℃降至20℃,析出KNO3最多
C. 使NaCl从其饱和溶液中析出,最好采用蒸发溶剂的方法
D. 20℃时,30gNaCl加入到50g水中充分溶解,所得溶液中NaCl的质量分数为37.5%
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科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】下列各组离子,在溶液中能大量共存的是
A. Na+、NH4+、NO3﹣、SO42﹣ B. H+、Na+、HCO3﹣、Cl﹣
C. Ba2+、Ag+、Cl﹣、CO32﹣ D. K+、Mg2+、NO3﹣、OH﹣
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