Question

某校化學興趣小組參觀堿式碳酸鎂的生產后，知道了以水氯鎂石(主要成分為MgCl₂·6H₂O)為原料生產堿式碳酸鎂[xMgCO₃·yMg(OH)₂·zH₂O]的主要流程如下：


【問題討論】
（1）上述流程中濾液的主要溶質（寫化學式）              ，檢驗其中陽離子要用的試劑有（填序號）       。
A. 氧化鈣   B. 稀鹽酸   C. 紫色石蕊試液  D. 硫酸鈉溶液
（2）上述流程中NH₃被循環(huán)使用，流程中生成NH₃的化學方程式為           。
（3）流程中“加熱” 這一環(huán)節(jié)每生成l個分子xMgCO₃·yMg(OH)₂·zH₂O需消耗氨的分子數為         （用代數式）。
（4）判斷堿式碳酸鎂是否洗滌干凈，可以采取向最后的洗出液中滴加（填序號）    ，然后觀察現象判斷。
A. 鹽酸和氯化鋇的混合液   B. 硝酸和硝酸銀的混合液   C.碳酸鈉溶液  D.稀鹽酸
【組成探究一】
（5）已知高溫煅燒堿式碳酸鎂得到MgO，用下列裝置設計實驗測定堿式碳酸鎂的組成，裝置連接從左到右依次為A→    →    →D。

（6）取堿式碳酸鎂4.66g，高溫煅燒至恒重，得到固體2.00g、CO₂1.76g，通過計算確定堿式碳酸鎂的化學式為                。（2分）。
計算過程（3分)
【組成探究二】
（7）有同學對用鹽酸有異議，認為用硫酸更好。你的看法是（填序號）        ；
A.同意    B. 不同意     C. 不確定
你的理由是                                      。
（8）稱得的溶液質量為          g  [提示：可用⑹中數據]
【組成探究三】
更為精確的測量堿式碳酸鎂受熱分解過程中時間與剩余固體質量，作出如下的坐標圖
（9）試回答

①加熱時，該晶體開始發(fā)生化學變化的時刻是        (填“t₁”、“t₃”或“t₅”)。
②t₄～t₅時間段固體為（寫化學式）     和MgO的混和物。
③t₂～t₃時間段固體的化學式為（用含x、y的化學式也算對）           。

Answer 1

(1) NH₄Cl  AC (2) 2NH₄Cl+ CaO = CaCl₂ + 2NH₃↑+ H₂O (3) 2(x+y)
(4)B   (5)CB   (6) 4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O ；過程分步給分（ 3分)
(7)A 關鍵詞: HCl 揮發(fā)逸出  (8)22.9
(9) ① t₁  ②Mg(OH)₂   ③xMgCO₃·yMg(OH)₂或4MgCO₃·Mg(OH)₂

試題分析：【問題討論】
（1）根據反應流程可知，在氯化鎂溶液中加入氨氣和二氧化碳后，反應生成堿式碳酸鎂，再根據質量守恒定律中的元素守恒可知，反應的另一生成物應為氯化銨，即NH₄Cl；根據流程圖中的濾液加氧化鈣，能反應放出氨氣可知，要檢驗其陽離子——銨根離子，可取少量該物質放入試管中，加入少量氧化鈣，并在酒精燈火焰上微熱，然后將其產生的氣體通入紫色石蕊試液，若石蕊變藍色，則能證明被檢物中含有銨根離子。故選AC
（2）根據流程圖，結合復分解反應的規(guī)律可知，氯化銨與氧化鈣反應，生成了氯化鈣、氨氣和水，故流程中生成NH₃的化學方程式為2NH₄Cl+ CaO = CaCl₂ + 2NH₃↑+ H₂O。
（3）根據化學變化中的原子種類和個數不變分析，流程中“加熱” 這一環(huán)節(jié)， 每生成l個分子xMgCO₃·yMg(OH)₂·zH₂O需消耗氨的分子數為2(x+y)。
（4）若堿式碳酸鎂沒洗滌干凈，則最后的洗出液中會含有氯化銨，故可向其中滴加硝酸和硝酸銀的混合液，則會出現不溶于酸的白色氯化銀沉淀。故選B
【組成探究一】
（5）根據題意，結合圖示可知，要通過實驗測定堿式碳酸鎂的組成，需測定反應生成的二氧化碳和水的質量，由于從澄清石灰水中出來的氣體會攜帶水，會影響實驗結果的測定，故要先吸收測定水的質量，因此裝置連接從左到右依次為A→C→B→D。
（6）根據題意，堿式碳酸鎂高溫煅燒，生成氧化鎂、水和二氧化碳，結合題意可知，堿式碳酸鎂4.66g反應生成氧化鎂2.00g，二氧化碳1.76g，則根據質量守恒定律可知，生成水的質量為4.66g-2.00g-1.76g=0.9g；由此可知，m（MgO）：m（CO₂）：m（H₂O）="2.00g:" 1.76g: 0.9g=100:88:45；可將xMgCO₃·yMg(OH)₂·zH₂O變形成(x+y)MgO·xCO₂·(y+z)H₂O，則有40(x+y)：44x：18(y+z)= 100:88:45，解得x:y:z=4:1:4，即堿式碳酸鎂的化學式為4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O。
【組成探究二】
（7）由于鹽酸具有揮發(fā)性，會揮發(fā)逸出氯化氫氣體，故稱量的溶液的質量會偏小，不如用硫酸。
（8）根據題意可知，堿式碳酸鎂與酸反應能生成氯化鎂和二氧化碳氣體，根據質量守恒定律中的元素守恒，結合（6）可知，4.66g堿式碳酸鎂與酸反應生成的二氧化碳的質量也應為1.76g，則溶液質量為4.66g +20g-1.76g=22.9g。
【組成探究三】
（9）①根據圖示可知，加熱時，該晶體在t₁前質量沒有變化，即沒有反應，t₁時質量開始減小，說明開始發(fā)生化學變化。
③根據題意，結合堿式碳酸鎂的化學式4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O分析，4.66g堿式碳酸鎂受熱分解過程中，在t₁～t₂時間段，減少的質量最終為4.66g-3.94g=0.72g，恰好為其結晶水的質量，由此可知，在該時間段，堿式碳酸鎂開始反應失去結晶水，而在t₂～t₃時間段質量不再減少，即說明此時結晶水已完全失去，故此時固體為4MgCO₃·Mg(OH)₂。
②在t₃～t₄時間段，減少的質量最終為3.94g-2.18g=1.76g，恰好為反應生成的二氧化碳的質量，由此可知，在該時間段，4MgCO₃·Mg(OH)₂開始反應并放出二氧化碳氣體，至t₄～t₅時間段，剩余固體的質量又不再減少了，即說明此時MgCO₃已完全反應生成氧化鎂和二氧化碳，故此時固體為Mg(OH)₂和MgO的混和物。₄⁺檢驗方法），Cl^-的檢驗方法，實驗方案的設計與評價，實驗探究物質的組成成分以及含量，書寫化學方程式，質量守恒定律及其應用，有關化學式的計算
點評：對于探究型實驗探究，要熟悉實驗探究的環(huán)節(jié)和方法，精心設計實驗方案，將所學過探究物質的性質或變化規(guī)律的技巧遷移至此，進行細心地探究實驗和觀察現象，再通過分析實驗現象，推斷、總結出該物質的性質或變化規(guī)律等。