Question

以水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：

　　　     H2O　　NH3　NH3、NH4HCO3　　　滤液

↓　　　↓　　　　↓　　　　　　　↑

水氯镁石→→→→→→碱式碳酸镁

(2)上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为________。

(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁4.66 g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00 g和标准状况下CO2 0.896 L，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。

(4)若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有MgCO3，则产品中镁的质量分数________(填“升高”、“降低”或“不变”)。

Answer 1

答案　(2)NH4Cl

(3)n(CO2)＝＝4.00×10－2 mol

n(MgO)＝＝5.00×10－2 mol

n(H2O)＝

＝5.00×10－2 mol

n(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)＝5.00×10－2∶4.00×10－2∶5.00×10－2＝5∶4∶5

碱式碳酸镁的化学式为Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O

(4)升高

解析　(2)主要流程中加NH3、NH4HCO3进行沉淀镁得到主要物质为MgCO3和NH4Cl，滤液的主要成分为NH4Cl。

(3)设该碱式碳酸镁的化学式为Mgx(OH)y(CO3)z，高温煅烧后产物为MgO、CO2和H2O，其物质的量之比为n(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)＝x∶z∶，由题中数据知生成气体CO2的物质的量n(CO2)＝＝4.00×10－2 mol，得到的固体为MgO，其物质的量

n(MgO)＝＝5.00×10－2 mol，

n(H2O)＝

＝5.00×10－2 mol，n(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)＝x∶z∶＝5.00×10－2∶4.00×10－2∶5.00×10－2＝5∶4∶5，所以求得该碱式碳酸镁的化学式为Mg5(OH)10(CO3)4，但该化学式化合价不守恒，推测可能含结晶水，故化学式应为Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O，也可写为Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O。

(4)将碱式碳酸镁的化学式分为两部分，分别是4MgCO3和Mg(OH)2·4H2O。MgCO3中镁的质量分数为24/84×100%≈28.6%，Mg(OH)2·4H2O中镁的质量分数为24/(24＋17×2＋18×4)×100%≈18.5%，MgCO3增多，镁的质量分数升高。