Question

碳酸镁晶须是一种新型的吸波隐形材料中的增强材料。

（1）合成该物质的步骤如下：

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

步骤2：用量筒量取500mL NH₄HCO₃溶液于1000mL四口烧瓶中，开启搅拌器。温度控制在50℃。

步骤3：将250mL MgSO₄溶液逐滴加入NH₄HCO₃溶液中，1min内滴加完后，用氨水调节溶液pH到9.5。

步骤4：放置1h后，过滤，洗涤。

步骤5：在40℃的真空干燥箱中干燥10h，得碳酸镁晶须产品（MgCO₃·nH₂O  n=1~5）。

①步骤2控制温度在50℃，较好的加热方法是           。

②步骤3生成MgCO₃·nH₂O沉淀的离子方程式为         。

③步骤4检验是否洗涤干净的方法是            。

（2）测定合成的MgCO₃·nH₂O中的n值。

称量1.000g碳酸镁晶须，放入如图所示的广口瓶中加入水滴入稀硫酸与晶须反应，生成的CO₂被NaOH溶液吸收，在室温下反应4~5h，反应后期将温度升到30℃，最后的烧杯中的溶液用已知浓度的盐酸滴定，测得CO₂的总量；重复上述操作2次。

①图中气球的作用是            。

②上述反应后期要升温到30℃，主要目的是          。

③设3次实验测得每1.000g碳酸镁晶须产生的CO₂平均值为a mol，则n值为       （用含a的表达式表示）。

（3）称取100g上述晶须产品进行热重分析，热重曲线如图。

则该条件下合成的晶须中，n=       （选填：1、2、3、4、5）。

Answer

（1）①水浴加热        ②Mg2++HCO3-+NH3·H2O+(n-1)H2O=MgCO3·nH2O+NH4+

③取最后一次洗涤液少量，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若不出现沉淀，即洗涤干净

（2）①平衡压强

②温度升高气体溶解度减小，使广口瓶水中溶解的二氧化碳气体逸出被氢氧化钠充分吸收；

③（1.000-84a）/18a

（3）1

【解析】

试题分析：（1）①水浴加热受热均匀，易于控制，不高于100℃均可采用水浴加热；②Mg2++HCO3-+NH3·H2O+(n-1)H2O=MgCO3·nH2O+NH4+      ③沉淀表面有残留物，可以通过洗涤液中含有的杂质离子如SO42-来判断是否洗涤干净；（2）①反应体系产生气体，防止压强过大发生危险，起到缓冲的作用；②温度升高气体溶解度减小，使广口瓶水中溶解的二氧化碳气体逸出被氢氧化钠充分吸收；

③n(MgCO3)=n(CO2)=a mol

m(H2O)=(1.000-84a)g

n(H2O)=（1.000-84a）/18 mol

故n=（1.000-84a）/18a

（3）从图中可以得出MgCO3·nH2O变成82.3g时为失去结晶水的反应，最后得到的是MgO。

100×18n/（84+18n）=100-82.3   

n=1

考点：以物质组成的测定为载体，考查化学实验中条件的选择、洗涤操作、计算能力、实验方案的设计与评价等有关问题。