Question

2．以水氯镁石（主要成分为MgCl₂•6H₂O）为原料生产碱式碳酸镁[Mg_x（CO₃）_y（OH）_z•wH2O]的主要流程如图：

（1）上述流程中，滤液中溶质的主要成分NH₄Cl（写化学式），向滤液中加入CaO的目的是与滤液中NH₄Cl反应产生NH₃循环使用．
（2）上述流程中，检验“过滤”后碱式碳酸镁已洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液适量于试管中，滴加AgNO₃溶液，若无白色浑浊出现，则证明已洗涤干净．
（3）已知高温煅烧碱式碳酸镁可得到MgO，取碱式碳酸镁4.66g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00g和标准状况下CO₂0.896L．通过计算确定碱式碳酸镁的化学式（写出计算过程，否则不得分）n（Mg²⁺）=n（MgO）=$\frac{2.00g}{40g/mol}$=0.05mol，n（CO₃^2-）=n（CO₂）=$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol，
根据化合物中电荷守恒计算：n（OH^-）=0.05mol×2-0.04mol×2=0.02mol，
m（H₂O）=4.66g-2.00g-0.04mol×44g/mol=0.9g，
n（H₂O）=$\frac{0.9g}{8mol}$=0.05mol，
结晶水的物质的量：n（H₂O）═0.05mol-$\frac{0.02mol}{2}$=0.04mol，
则得x：y：z：w=0.05：0.04：0.02：0.04=5：4：2：4
碱式碳酸镁的化学式为：Mg₅（CO₃）₄（OH）₂•4H₂O．

Answer 1

分析 以水氯镁石（主要成分为MgCl₂•6H₂O）为原料生产碱式碳酸镁[Mg_x（CO₃）_y（OH）_z•wH₂O]，水溶解后得到氯化镁溶液，向氯化镁溶液中加入氨气、碳酸氢铵，加热，反应能生成碱式碳酸镁和氯化铵，过滤后滤液的主要溶质是氯化铵，铵根离子能和显碱性的物质反应生成氨气，氧化钙能和水反应生成显碱性的氢氧化钙溶液，可以用氧化钙和水反应生成的氢氧化钙，结合铵根离子生成氨气循环使用，进行解答；
（1）分析可知溶液中滤液中溶质的主要成分为氯化铵，向滤液中加入CaO的目的是和氨盐反应生成氨气循环使用；
（2）上述流程中，检验“过滤”后碱式碳酸镁已洗涤干净是检验最后一次洗涤液中是否含有氯离子，可以加入硝酸银溶液观察是否生成白色沉淀；
（3）n（Mg²⁺）=n（MgO）=$\frac{2.00g}{40g/mol}$=0.05 mol，n（CO₃^2-）=n（CO₂）=$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04 mol，
根据化合物中电荷守恒计算：n（OH^-）=0.05 mol×2-0.04 mol×2=0.02mol，
m （H₂O）=4.66g-2.00g-0.04 mol×44 g/mol=0.9 g，
n（H₂O）=$\frac{0.9g}{8mol}$=0.05 mol，
结晶水的物质的量：n（H₂O）═0.05 mol-$\frac{0.02mol}{2}$=0.04 mol，
据此计算x：y：z：w之比得到化学式．

解答 解：以水氯镁石（主要成分为MgCl₂•6H₂O）为原料生产碱式碳酸镁[Mg_x（CO₃）_y（OH）_z•wH₂O]，水溶解后得到氯化镁溶液，向氯化镁溶液中加入氨气、碳酸氢铵，加热，反应能生成碱式碳酸镁和氯化铵，过滤后滤液的主要溶质是氯化铵，铵根离子能和显碱性的物质反应生成氨气，氧化钙能和水反应生成显碱性的氢氧化钙溶液，可以用氧化钙和水反应生成的氢氧化钙，结合铵根离子生成氨气循环使用，
（1）上述流程中，滤液中溶质的主要成分是NH₄Cl，向滤液中加入CaO的目的是与滤液中NH₄Cl 反应产生NH₃循环使用，
故答案为：NH₄Cl，与滤液中NH₄Cl 反应产生NH₃循环使用；
（2）检验最后一次洗涤液中是否含有氯离子，可以加入硝酸银溶液观察是否生成白色沉淀，实验设计为：取最后一次洗涤液适量于试管中，滴加AgNO₃溶液，若无白色浑浊出现，则证明已洗涤干净，
故答案为：取最后一次洗涤液适量于试管中，滴加AgNO₃溶液，若无白色浑浊出现，则证明已洗涤干净；
（3）n（Mg²⁺）=n（MgO）=$\frac{2.00g}{40g/mol}$=0.05 mol，n（CO₃^2-）=n（CO₂）=$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04 mol，
根据化合物中元素化合价代数和为零 n（OH^-）=0.05 mol×2-0.04 mol×2=0.02mol，
m （H₂O）=4.66g-2.00g-0.04 mol×44 g/mol=0.9 g，
n（H₂O）=$\frac{0.9g}{8mol}$=0.05 mol，
结晶水的物质的量：n（H₂O）═0.05 mol-$\frac{0.02mol}{2}$=0.04 mol，
则得x：y：z：w=0.05：0.04：0.02：0.04=5：4：2：4 
碱式碳酸镁的化学式为：Mg₅（CO₃）₄（OH）₂•4H₂O，
故答案为：n（Mg²⁺）=n（MgO）=$\frac{2.00g}{40g/mol}$=0.05 mol，n（CO₃^2-）=n（CO₂）=$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04 mol，
根据化合物中元素化合价代数和为零 n（OH^-）=0.05 mol×2-0.04 mol×2=0.02mol，
m （H₂O）=4.66g-2.00g-0.04 mol×44 g/mol=0.9 g，
n（H₂O）=$\frac{0.9g}{18g/mol}$=0.05 mol，
结晶水的物质的量：n（H₂O）═0.05 mol-$\frac{0.02mol}{2}$=0.04 mol，
则得x：y：z：w=0.05：0.04：0.02：0.04=5：4：2：4 
碱式碳酸镁的化学式为：Mg₅（CO₃）₄（OH）₂•4H₂O．

点评 本题考查了盐的性质中实验方法和过程的探究，根据物质的化学性质，要认真分析，不仅要把握实验设计的每一个步骤中的实验目的，还要加强记忆除去常用离子的方法，从而突破难点．有关的计算要准确，题目难度中等．