Question

11．堿式碳酸鎂密度小，是橡膠制品的優(yōu)良填料．其組成一般以xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O表示．
【探究一】堿式碳酸鎂的制備
堿式碳酸鎂可用復鹽MgCO₃•（NH₄）₂CO₃•H₂O作原料制備．取一定量的該復鹽放入三頸燒瓶中，并將三頸燒瓶放在恒溫水浴鍋中加熱（如圖1所示），按一定的液固比加入蒸餾水，開啟攪拌器同時加入預定的氨水，待溫度到達 40℃時開始分解，此時滴加鹵水（氯化鎂溶液）并繼續(xù)滴入氨水，保持10分鐘，一段時間后過濾洗滌，濾出的固體在120℃干燥得到堿式碳酸鎂產(chǎn)品．
回答下列問題：
（1）攪拌的目的是反應物充分混合接觸，提高反應速率．
（2）設(shè)計實驗檢驗堿式碳酸鎂中含有Cl^-

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①取樣溶解，向樣品溶液中滴加過量稀硝酸． ②再向上述所得溶液加硝酸銀或AgNO3溶液溶液	現(xiàn)象①產(chǎn)生氣泡； 現(xiàn)象②產(chǎn)生白色沉淀；	含有 Cl-

300℃
【探究二】探究小組利用如圖2所示測定xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O組成．已知：（1）堿石灰的主要成分為氫氧化鈉和生石灰，能吸收水蒸氣和二氧化碳；（2）堿式碳酸鎂分解反應方程式為：
xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O═（x+y）MgO+xCO₂↑+（y+z） H₂O

實驗步驟：
步驟1：檢查裝置的氣密性，將過濾、洗滌并干燥過的樣品置于平直玻璃管中．
步驟2：打開活塞K，鼓入空氣，一段時間后關(guān)閉，稱量相關(guān)裝置的質(zhì)量．
步驟3：加熱裝置B直至裝置C中無氣泡產(chǎn)生．
步驟4：打開活塞K，再次鼓入空氣（請補充該步操作內(nèi)容）．
步驟5：稱量相關(guān)裝置的質(zhì)量．
某同學在實驗過程中采集了如下數(shù)據(jù)：
A．反應前玻璃管的質(zhì)量100.0g
B．反應后玻璃管與殘留固體總質(zhì)量120.0g
C．裝置C實驗后增重9.0g
D．裝置D實驗后增重17.6g
回答下列問題：
（1）檢查整套實驗裝置氣密性：將裝置A的左端、裝置E的右端分別接上導管，放入盛有水的燒杯中，打開活塞K，對裝置B用酒精燈微熱，若觀察到若兩端導管口處均出現(xiàn)氣泡，則氣密性良好；
（2）裝置A的作用是吸收空氣中的水和二氧化碳防止干擾C、D裝置，如果沒有裝置A，則測定得到xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O中的z值偏大（填“偏大”、“偏小”、“無影響”），裝置C中的酸為濃硫酸（寫名稱）；
（3）根據(jù)實驗測定的數(shù)據(jù)，求出堿式碳酸銅（xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O）中x：y：z的最簡整數(shù)比4：1：4（要求寫出過程）．

Answer 1

分析 【探究一】（1）①根據(jù)在原料中加入蒸餾水攪拌的作用考慮；（2）根據(jù)氯離子的檢驗方法考慮；
【探究二】步驟四：把裝置內(nèi)二氧化碳和水趕到右邊的裝置內(nèi)，（1）根據(jù)裝置氣密性的檢查方法考慮；（2）根據(jù)裝置A的作用考慮；（3）根據(jù)裝置C實驗后增重9.0g，說明生成水的質(zhì)量為9.0g，裝置D實驗后增重17.6g，說明生成二氧化碳的質(zhì)量為17.6g再通過方程式計算求出X、Y、Z的比值．

解答 解：【探究一】（1）①在原料中加入蒸餾水攪拌的作用是使反應物充分混合接觸，提高反應速率，加快原料的溶解速度；②水浴加熱使受熱均勻；
（3）氯離子的檢驗方法是先加入過量的硝酸，把碳酸根離子反應掉，碳酸根離子與硝酸反應產(chǎn)生二氧化碳，所以有氣泡產(chǎn)生，再加入硝酸銀，生成不溶于硝酸的白色沉淀是氯化銀沉淀，所以說明其中含有氯離子；
【探究二】步驟四：打開活塞K，再次鼓入空氣把裝置內(nèi)二氧化碳和水趕到右邊的裝置內(nèi)；（1）使整套裝置處于封閉體系中才能檢查裝置氣密性，將裝置A的左端、裝置E的右端分別接上導管，放入盛有水的燒杯中，打開活塞K開關(guān)，對裝置B用酒精燈微熱，觀察，若兩端導管口處均出現(xiàn)氣泡，說明氣密性良好；
（2）裝置A的作用是除去空氣中的水蒸氣，如果沒有裝置A，空氣中的水蒸氣進入C裝置，使得生成水的質(zhì)量變大，所以測得水的量變大，Z的值會偏大；濃硫酸具有吸水性，濃硫酸質(zhì)量的增加量就是生成的水的質(zhì)量；
（3）裝置C實驗后增重9.0g，說明生成水的質(zhì)量為9.0g，裝置D實驗后增重17.6g，說明生成二氧化碳的質(zhì)量為17.6g，
xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O═（x+y）MgO+xCO₂↑+（y+z） H₂O   
                                              40（x+y）        44x     18（y+z）
                                               20g               17.6g     9.0g
                  $\frac{40（x+y）}{20}$=$\frac{44x}{17.6g}$  得x=4y         

                 $\frac{44x}{17.6g}$=$\frac{18（x+y）}{9.0g}$   得x=z         

     由于x、y、z都為正整數(shù)，得x=4  y=1   z=4   因此x：y：z=4：1：4；
故答案為：【探究一】（1）①反應物充分混合接觸，提高反應速率；
（2）

②硝酸銀或AgNO3  溶液

現(xiàn)象①產(chǎn)生氣泡； 現(xiàn)象②產(chǎn)生白色沉淀；

步驟4：打開活塞K，再次鼓入空氣
【探究二】（1）若兩端導管口處均出現(xiàn)氣泡；
（2）吸收空氣中的水和二氧化碳防止干擾C、D裝置； 偏大    濃硫酸；
（3）裝置C實驗后增重9.0g，說明生成水的質(zhì)量為9.0g，裝置D實驗后增重17.6g，說明生成二氧化碳的質(zhì)量為17.6g，
xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O═（x+y）MgO+xCO₂↑+（y+z） H₂O
                                               40（x+y）    44x      18（y+z）
                                                    20g         17.6g      9.0g
   $\frac{40（x+y）}{20}$=$\frac{44x}{17.6g}$  得x=4y    

  $\frac{44x}{17.6g}$=$\frac{18（x+y）}{9.0g}$   得x=z 
yc：x：y：z=4：1：4．

點評 本考點屬于鹽的性質(zhì)中實驗方法和過程的探究，根據(jù)物質(zhì)的化學性質(zhì)，要認真分析，不僅要把握實驗設(shè)計的每一個步驟中的實驗目的，還要加強記憶除去常用離子的方法，從而突破難點．有關(guān)的計算要準確，本考點經(jīng)常出現(xiàn)在實驗題中．