Question

某校化学兴趣小组参观碱式碳酸镁的生产后，知道了以水氯镁石（主要成分为MgCl2?6H2O）为原料生产碱式碳酸

某校化学兴趣小组参观碱式碳酸镁的生产后，知道了以水氯镁石（主要成分为MgCl2?6H2O）为原料生产碱式碳酸镁[xMgCO3?yMg（OH）2?zH2O]的主要流程如下：[问题讨论]（1）上述流程中滤液的主要溶质（写化学式）______，检验其中阳离子要用的试剂有（填序号）______．A．氧化钙 B．稀盐酸 C．紫色石蕊试液 D．硫酸钠溶液（2）上述流程中NH3被循环使用，流程中生成NH3的化学方程式为______．（3）流程中“加热”这一环节每生成l个分子xMgCO3?yMg（OH）2?zH2O需消耗氨的分子数为______（用代数式）．（4）判断碱式碳酸镁是否洗涤干净，可以采取向最后的洗出液中滴加（填序号）______，然后观察现象判断．A．盐酸和氯化钡的混合液 B．硝酸和硝酸银的混合液 C．碳酸钠溶液 D．稀盐酸[组成探究一]（5）已知高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO，用下列装置设计实验测定碱式碳酸镁的组成，装置连接从左到右依次为A→______→______→D．（6）取碱式碳酸镁4.66g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00g、CO21.76g，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式为______．计算过程：[组成探究二]（7）有同学对用盐酸有异议，认为用硫酸更好．你的看法是（填序号）______；A．同意 B．不同意 C．不确定你的理由是______．（8）称得的溶液质量为______ g[提示：可用（6）中数据][组成探究三]更为精确的测量碱式碳酸镁受热分解过程中时间与剩余固体质量，作出如图的坐标图（9）试回答①加热时，该晶体开始发生化学变化的时刻是______（填“t1”、“t3”或“t5”）．②t4～t5时间段固体为（写化学式）______和MgO的混和物．③t2～t3时间段固体的化学式为（用含x、y的化学式也算对）______．

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Answer 1

（1）向氯化镁溶液中加入氨气、二氧化碳，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，化学式是NH₄Cl，铵根离子能和显碱性的物质反应生成氨气，氨气的水溶液能使石蕊试液变蓝色，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、石蕊试液检验氯化铵中的铵根离子．
故填：NH₄Cl；AC．
（2）氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和氯化铵反应能生成氯化钙、水和氨气，反应的化学方程式为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂═CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O． 
故填：2NH₄Cl+Ca（OH）₂═CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
 （3）因为NH₃+H₂O═NH₃?H₂O，由化学方程式可知，一个氨分子对应着一个铵根离子，根据质量守恒定律，氯化镁反应生成氯化铵时，应该是一个氯化镁转化成两个氯化铵，即MgCl₂→2NH₄Cl，即2个氨气分子反应时，能生成1个氯化镁，亦即生成含有1个镁离子的化合物时，需要2个氨气分子，l个分子xMgCO₃?yMg（OH）₂?zH₂O中含有（x+y）个镁离子，需要氨的分子数为2（x+y）．
故填：2（x+y）．
（4）如果碱式碳酸镁洗涤的不干净，向最后的洗出液中滴加硝酸和硝酸银的混合液时，残留的氯化铵能和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸铵；而加入盐酸和氯化钡的混合液或碳酸钠溶液或稀盐酸时，无明显现象．
故填：B．   
（5）碱式碳酸镁受热分解时，生成的气体通过浓硫酸时，如果浓硫酸增重，说明生成的气体中含有水，再通入澄清石灰水时，如果石灰水变浑浊，说明生成的气体中含有二氧化碳．
故填：C；B．
（6）生成水的质量为：4.66g-2.00g-1.76g=0.9g，
碱式碳酸镁的相对分子质量为：84x+58y+18z，
镁元素的质量为：2.00g×

24

40

×100%=1.2g，
碳元素的质量为：1.76g×

12

44

×100%=0.48g，
氢元素的质量为：0.9g×

2

18

×100%=0.1g，
则有：4.66g×

(x+y)×24

84x+58y+18z

×100%=1.2g，
4.66g×

12x

84x+58y+18z

×100%=0.48g，
4.66g×

2z

84x+58y+18z

×100%=0.1g，
解得：x=4，y=1，z=4，
碱式碳酸镁的化学式为：4MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O．
故填：4MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O．
（7）因为盐酸易挥发，可能导致实验误差较大．
故填：A． 
（8）称得的溶液质量为：4.66g+20.0g-1.76g=22.9g．
故填：22.9．
（9）在加热到t₁时xCaSO₄?yH₂O开始分解，t₁～t₂时间段和t₃～t₄时间段个固体的质量变化比较少，而t₅～t₆时间段固体质量变化较大，原因是t₁～t₂时间段生石膏脱去部分水，t₃～t₄时间段完全脱水，在t₄时完全生成CaSO₄，在t₅～t₆时间段温度较高，CaSO₄开始分解，质量变化较大．
故填：①t₁．②Mg（OH）₂③xMgCO₃?yMg（OH）₂或4MgCO₃?Mg（OH）₂．