Question

【题目】碳酸镁水合物是制备镁产品的中间体。

【制取MgCO33H2O】工业上从弱碱性卤水(主要成分为MgCl2)中获取MgCO33H2O的方法如图1：

(1)沉淀过程的化学方程式为：MgCl2+CO2+2NaOH+2H2O═MgCO33H2O↓+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_______(填标号)。

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下表所示。

温度(℃)	产物
46.95	MgCO33H2O
47.95	MgCO33H2O
48.95	MgCO33H2O
49.95	Mg5(OH)2(CO3)44H2O

则沉淀过程选择的温度为__________，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。

【测定MgCO33H2O的纯度】

【查阅资料】

(1)碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物。

(2)MgCO33H2O+H2SO4=MgSO4+CO2↑+4H2O。

(3)Mg5(OH)2(CO3)44H2O也可以表示为Mg(OH)24MgCO34H2O，其相对分子质量为466，能与硫酸反应生成CO2。

【实验步骤】

利用如下图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验，以确定MgCO33H2O的纯度。

依据实验过程回答下列问题：

(1)实验结束后需持续缓缓通入空气，其作用为______________________。

(2)C装置中反应生成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)小明认为应将C装置中澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液，理由一：____________，使CO2被吸收的更完全；理由二： BaCO3的相对分子质量比CaCO3大，等质量的MgCO33H2O生成的BaCO3质量大于CaCO3质量，实验时相对误差小。

(5)实验中准确称取15.0g样品三份，进行三次测定，测得生成CaCO3沉淀的平均质量为10.0g。请计算样品中MgCO33H2O的纯度为___________(写出计算过程)。

(6)若获取MgCO33H2O的样品中含有少量Mg5(OH)2(CO3)44H2O，则样品中MgCO33H2O的纯度_________(填“偏大”“不变”或“偏小”)。

Answer 1

【答案】 NaCl C 48.95% 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装置干扰实验 bc Ba(OH)2溶解度大，溶液浓度大等合理答案 92.0% 偏大

【解析】（1)根据质量守恒定律求得：MgCl2+CO2+2NaOH+2H2O═MgCO33H2O↓+2___,中需要填氯化钠，化学式为NaCl

（2）溶液的pH显降低后升高，故应该先通入二氧化碳，故选C；由图可知溶液的温度为49.95℃时，生成的物质是Mg5(OH)2(CO3)44H2O，当溶液的温度为48.95℃时，剩余溶液中镁离子的含量最少，大部分转化为MgCO33H2O，故选48.95℃；

【实验步骤】

(1)实验结束后需持续缓缓通入空气，其作用为把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ca(OH)2溶液吸收

(2)C装置中二氧化碳与氢氧化钙反应生成CaCO3和水的化学方程式为Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O D中碱石灰的作用为防止空气中的CO2进入C装置干扰实验

（3）a．在加入硫酸之前，应排净装置内的CO2气体，否C装置中会吸收空气中的二氧化碳气体，使测量结果偏大；b．为了缩短实验时间，快速滴加硫酸不能提高测定准确度；

c．在A～B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置，不能提高测定准确度；d．在C装置左侧导管末端增添多孔球泡可以防止空气中的二氧化碳气体进入C装置；故选bc

（4）氢氧化钙的溶解度小，吸收二氧化碳的能力有限，故将氢氧化钙换为氢氧化钡；

根据质量守恒定律，CaCO3与MgCO33H2O的关系式为MgCO33H2O - CaCO3，设样品中MgCO33H2O的质量为x

MgCO33H2O - CaCO3

138 100

x 10g

= x=13.8g

样品中MgCO33H2O的纯度为=92.0%

（5）Mg5(OH)2(CO3)44H2O比MgCO33H2O含有较多的粒子，故最终测定结果偏大；