Question

15．以水氯鎂石（MgCl₂•6H₂O）為原料生產(chǎn)堿式碳酸鎂，主要流程如圖：

（1）預(yù)氨化過(guò)程中有少量Mg（OH）₂生成，已知氮化溫度下Mg（OH）₂的Ksp=1.8×10^-11，若氨化后溶液中的c（OH^-）=3×10^-6mol/L．溶液中c（Mg²⁺）=2.0mol•L^-1．
（2）上述過(guò)濾后的濾液中濃縮結(jié)晶得到的主要物質(zhì)是NH₄Cl（化學(xué)式）．
（3）高溫煅燒得到的堿式碳酸鎂得到的固體只有氧化鎂，取9.32g堿式碳酸鎂煅燒至恒重，得到固體4.00g和二氧化碳1.792L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），計(jì)算堿式碳酸鎂的化學(xué)式（需要寫(xiě)出簡(jiǎn)要計(jì)算過(guò)程）Mg（OH）₂•4MgCO₃•4H₂O．
（4）若水解不完全，則得到的堿式碳酸鎂中會(huì)混有碳酸鎂，則產(chǎn)品中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高（升高、降低、不變）．

Answer 1

分析 水氯鎂石（主要成分為MgCl₂•6H₂O）為原料生產(chǎn)堿式碳酸鎂的主要流程：加水溶解，通入氨氣，氨氣極易溶于水，氯化鎂溶液中加入氨水生成氫氧化鎂沉淀，加入碳酸氫銨后，發(fā)生熱水解，生成堿式碳酸鎂，過(guò)濾即可得到目標(biāo)化合物，所得濾液的成分中含有的離子有氯離子和銨根離子，故所得的濾液中含NH₄Cl．
（1）根據(jù)溶度積表達(dá)式K_sp=[Mg²⁺][OH^-]²進(jìn)行計(jì)算；
（2）根據(jù)流程判斷所得濾液的成分中含有的離子，確定濾液中的物質(zhì)來(lái)回答；
（3）根據(jù)碳酸鎂的分子式，可以寫(xiě)成氧化物的表示形式，即2MgO•H₂O•CO₂，然后根據(jù)題意確定各個(gè)氧化物的量，進(jìn)而確定分子式．
（4）根據(jù)同質(zhì)量的碳酸鎂和堿式碳酸鎂中鎂的物質(zhì)的量前者大來(lái)回答．

解答 解：水氯鎂石（主要成分為MgCl₂•6H₂O）為原料生產(chǎn)堿式碳酸鎂的主要流程：加水溶解，通入氨氣，氨氣極易溶于水，氯化鎂溶液中加入氨水生成氫氧化鎂沉淀，加入碳酸氫銨后，發(fā)生熱水解，生成堿式碳酸鎂，過(guò)濾即可得到目標(biāo)化合物，所得濾液的成分中含有的離子有氯離子和銨根離子，故所得的濾液中含NH₄Cl．
（1）根據(jù)溶度積表達(dá)式K_sp=[Mg²⁺][OH^-]²得[Mg²⁺]=$\frac{1.8×10{\;}^{-11}}{9.0×10{\;}^{-12}}$=2.0 mol•L^-1，故答案為：2.0 mol•L^-1；（2）根據(jù)流程判斷所得濾液的成分中含有的離子有氯離子和銨根離子，故所得的濾液中含NH₄Cl，故答案為：NH₄Cl；
（3）碳酸鎂的分子式，可以寫(xiě)成氧化物的表示形式，即2MgO•H₂O•CO₂；各個(gè)氧化物的量分別為：n（CO₂）=$\frac{0.896L}{22.4L•mol{\;}^{-1}}$=4.00×10^-2mol
n（MgO）=$\frac{2.00g}{40g•mol{\;}^{-1}}$=5.00×10^-2mol
n（H₂O）=$\frac{4.66g-4.00×1{0}^{-2}mol×44g•mo{l}^{-1}-2.00g}{18g•mol{\;}^{-1}}$=5.00×10^-2mol
故：n（MgO）：n（CO₂）：n（H₂O）=5.00×10^-2：4.00×10^-2：5.00×10^-2=5：4：5，故堿式碳酸鎂的化學(xué)式為：Mg（OH）₂•4MgCO₃•4H₂O，
故答案為：Mg（OH）₂•4MgCO₃•4H₂O；
（4）同質(zhì)量的碳酸鎂和堿式碳酸鎂中鎂的物質(zhì)的量前者大，即產(chǎn)品中鎂的質(zhì)量就大，故答案為：升高．

點(diǎn)評(píng) 本題考查鎂的化合物的性質(zhì)以及制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，本題注意（3）從質(zhì)量守恒的角度分析，為易錯(cuò)點(diǎn)．