Question

（2013?鹽城一模）碳酸鎂晶須是一種新型吸波隱形材料中的增強材料．

（1）合成碳酸鎂晶須的步驟如下：
步驟1．配制0.5mol?L^-1MgSO₄溶液和0.5mol?L^-1NH₄HCO₃溶液．
步驟2．量取500mL NH₄HCO₃溶液于1 000mL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，用氨水調節(jié)溶液pH到9.5．
步驟4．放置1h后，過濾，洗滌干凈．
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

水浴加熱

．
②步驟3生成MgCO₃?nH₂O沉淀的離子方程式為

Mg²⁺+HCO₃^-+NH₃?H₂O+（n-1）H₂O═MgCO₃?nH₂O+NH₄⁺

．
⑧步驟4檢驗沉淀已經洗滌干凈的方法是

取最后一次洗滌的濾出液，滴入鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無沉淀說明已洗滌干凈

．
（2）測定合成的MgCO₃?nH₂O中的n值．
稱量1.000g碳酸鎂晶須，放入圖所示的廣口瓶中，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，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

緩沖壓強并封閉體系

．
②上述反應后期要升溫到30℃，主要目的是

使廣口瓶內水中溶解的CO₂充分逸出，并被NaOH充分吸收

．
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

(1-84a)

18a

（用含a的代數(shù)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2，則該條件下合成的晶須中，n=

1

（填“1”“2”“3”“4”或“5”）．

Answer 1

分析：（1）①控制溫度在50℃需要水浴加熱；
②將250mL MgSO₄溶液逐滴加入NH₄HCO₃溶液中，用氨水調節(jié)溶液pH到9.5，反應生成碳酸鎂結晶水合物；
③步驟4檢驗沉淀已經洗滌干凈的方法是檢驗洗滌液中是否含有硫酸根離子來檢驗是否洗凈；
（2）①裝置中氣球可以緩沖壓強并封閉裝置；
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；
③依據碳酸鎂晶體中碳酸鎂和結晶水物質的量之比為1：n，結合生成二氧化碳物質的量和水的物質的量計算得到；
（3）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39.2g是碳酸鎂分解失去二氧化碳的質量．

解答：解：（1）①加熱溫度低于100°C需要水域加熱控制溫度，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(jié)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⁺；
③步驟4檢驗沉淀已經洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌的濾出液，滴入鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無沉淀說明已洗滌干凈，
故答案為：取最后一次洗滌的濾出液，滴入鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無沉淀說明已洗滌干凈；
（2）①裝置中氣球可以緩沖壓強并封閉裝置，故答案為：緩沖壓強并封閉體系；
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：使廣口瓶內水中溶解的CO₂充分逸出，并被NaOH充分吸收；
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，MgCO₃?nH₂O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：

1.000g-84ag

18g/mol

；得到n=

(1-84a)

18a

，
故答案為：

(1-84a)

18a

；
（3）MgCO₃?nH₂O　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39.2g是碳酸鎂分解失去二氧化碳的質量，得到100g×

18n

18n+84

=100-82.3，
n=1，
故答案為：1．

點評：本題考查了物質制備實驗方案的設計和分析判斷，主要是圖象分析的應用，裝置中的反應現(xiàn)象和反應原理的綜合應用，題目難度中等．