Question

【題目】晶須是由高純度單晶生長而成的微納米級的短纖維，工業應用的晶須主要是在人工控制條件下合成。

碳酸鎂晶須（MgCO3·nH2O，n = 1～5的整數）廣泛應用于冶金、耐火材料及化工產品等領域。制取碳酸鎂晶須的步驟如圖：

完成下列填空：

（1）步驟1必須將反應的溫度控制在50℃，較好的加熱方法是_______________________；氨水、硫酸鎂、碳酸氫銨三者反應，除生成MgCO3·nH2O沉淀外，同時生成的產物還有______________________________________。

（2）步驟2是__________、洗滌，檢驗沉淀A已洗滌干凈的方法是_____________________。

為測定碳酸鎂晶須產品中n的值，某興趣小組設計了如下裝置，并進行了三次實驗。（不考慮稀鹽酸的揮發性）

（3）裝置A中盛放的溶液是_____________。裝置D中盛放的固體是___________________，其作用是_________________________________。

（4）若三次實驗測得每1.000g碳酸鎂晶須產生的CO2平均值為a mol，則n值為__________________（用含a的代數式表達）。

（5）下列選項中，會造成實驗結果偏大的是____________。 （選填序號）

①實驗開始，未先通空氣，即稱量裝置C； ②B中反應結束后，沒有繼續通空氣；

③缺少裝置A； ④缺少裝置D；

⑤裝置B中稀鹽酸的滴加速率過快； ⑥裝置C中的NaOH溶液濃度過大。

Answer 1

【答案】 水浴加熱 (NH4)2SO4 過濾 取最后一次洗滌的濾出液少許，滴入鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無沉淀說明已洗滌干凈，若有沉淀則說明未洗滌干凈 NaOH溶液 堿石灰 防止空氣中的CO2進入裝置C n =(1-84a)/18a ②⑤

【解析】（1）步驟1必須將反應的溫度控制在50℃，水浴加熱受熱均勻，易于控制，不高于100℃均可采用水浴加熱，故較好的加熱方法是水浴加熱；氨水、硫酸鎂、碳酸氫銨三者反應，除生成MgCO3·nH2O沉淀外，同時生成的產物還有(NH4)2SO4；（2）步驟2操作后得到沉淀和溶液B，應該是過濾、洗滌，檢驗沉淀A已洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌的濾出液少許，滴入鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無沉淀說明已洗滌干凈，若有沉淀則說明未洗滌干凈；（3）裝置A除去空氣中的二氧化碳，排除干擾，故盛放的溶液是NaOH溶液。裝置D中盛放的固體是堿石灰，其作用是防止空氣中的CO2進入裝置C；（4）n(MgCO3)=n(CO2)=a mol，m(H2O)=(1.000-84a)g，n(H2O)=，故n=；（5）①實驗開始，未先通空氣，即稱量裝置C，使空氣中二氧化碳被C裝置吸收，使二氧化碳的質量偏大，引起結果偏小；②B中反應結束后，沒有繼續通空氣；產生的二氧化碳沒有全部排到C裝置，使二氧化碳的質量偏小，引起結果偏大；③缺少裝置A，使空氣中二氧化碳被C裝置吸收，使二氧化碳的質量偏大，引起結果偏小；④缺少裝置D，使外界空氣中二氧化碳進入C裝置吸收，使二氧化碳的質量偏大，引起結果偏小；⑤裝置B中稀鹽酸的滴加速率過快，產生的二氧化碳沒有全部被C裝置吸收，使二氧化碳的質量偏小，引起結果偏大；⑥裝置C中的NaOH溶液濃度過大，C裝置中NaOH溶液濃度過大，不會影響二氧化碳的質量，對結果沒有影響。答案選②⑤。