Question

【題目】碳酸鎂晶須是一種新型的吸波隱形材料中的增強材料。

（1）合成該物質的步驟如下：

步驟1：配制0.5mol·L-1MgSO4溶液和0.5mol·L-1NH4HCO3溶液。

步驟2：用量筒量取500mL NH4HCO3溶液于1000mL四口燒瓶中，開啟攪拌器。溫度控制在50℃。

步驟3：將250mL MgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中，1min內滴加完后，用氨水調節溶液pH到9.5。

步驟4：放置1h后，過濾，洗滌。

步驟5：在40℃的真空干燥箱中干燥10h，得碳酸鎂晶須產品（MgCO3·nH2O n=1~5）。

①步驟2控制溫度在50℃，較好的加熱方法是__________。

②步驟3生成MgCO3·nH2O沉淀的離子方程式為________。

③步驟4檢驗是否洗滌干凈的方法是___________。

（2）測定合成的MgCO3·nH2O中的n值。

稱量1.000g碳酸鎂晶須，放入如圖所示的廣口瓶中加入水滴入稀硫酸與晶須反應，生成的CO2被NaOH溶液吸收，在室溫下反應4~5h，反應后期將溫度升到30℃，最后的燒杯中的溶液用已知濃度的鹽酸滴定，測得CO2的總量；重復上述操作2次。

①圖中氣球的作用是___________。

②上述反應后期要升溫到30℃，主要目的是_________。

③設3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的表達式表示）。

（3）稱取100g上述晶須產品進行熱重分析，熱重曲線如圖。

則該條件下合成的晶須中，n=______（選填：1、2、3、4、5）。

Answer 1

【答案】水浴加熱 Mg2++HCO3-+NH3·H2O+(n-1)H2O=MgCO3·nH2O+NH4+ 取最后一次洗滌液少量，加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，若不出現沉淀，即洗滌干凈 暫時儲存CO2，有利于CO2被NaOH溶液吸收，且能保持裝置中壓強相對穩定 升高溫度氣體的溶解度減小，使溶解在水中的CO2逸出，便于吸收完全 （1.000-84a）/18a 1

【解析】

（1）①①水浴加熱受熱均勻，易于控制，不高于100℃均可采用水浴加熱，

故答案為：水浴加熱；

②將250mL MgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中，用氨水調節溶液pH到9.5，反應生成碳酸鎂結晶水合物，反應的化學方程式為Mg2++HCO3-+NH3·H2O+(n-1)H2O=MgCO3·nH2O+NH4+，

故答案為：Mg2++HCO3-+NH3·H2O+(n-1)H2O=MgCO3·nH2O+NH4+；

（2）①裝置中氣球可以緩沖壓強并封閉裝置，暫時儲存CO2，有利于CO2被NaOH溶液吸收，且能保持裝置中壓強相對穩定，

故答案為：暫時儲存CO2，有利于CO2被NaOH溶液吸收，且能保持裝置中壓強相對穩定；②反應后期將溫度升到30℃，使生成的二氧化碳全部逸出后被氫氧化鈉溶液吸收，減少測定產生的誤差，

故答案為：升高溫度氣體的溶解度減小，使溶解在水中的CO2逸出，便于吸收完全；

③實驗測得每1.000g碳酸鎂晶須產生的CO2平均值為a mol，依據元素守恒可知，碳酸鎂物質的量為amol，根據化學式可知，MgCO3nH2O中碳酸鎂晶體中碳酸鎂和結晶水物質的量之比為1：n，得到1：n=a：；得到n=（1.000-84a）/18a，故答案為：（1.000-84a）/18a；

（3）MgCO3nH2O　n=1～5，分析圖象400°C剩余質量為82.3g，為失去結晶水的質量，剩余質量為39.5g是碳酸鎂分解失去二氧化碳的質量，得到100g×=100-82.3，解得n=1，

故答案為：1。