Question

晶须是由高纯度单晶生长而成的微纳米级的短纤维，工业应用的晶须主要是在人工控制条件下合成。

碳酸镁晶须（MgCO₃·nH₂O，n = 1～5的整数）广泛应用于冶金、耐火材料及化工产品等领域。制取碳酸镁晶须的步骤如图：

   

完成下列填空：

（1）步骤1必须将反应的温度控制在50℃，较好的加热方法是_______________________；氨水、硫酸镁、碳酸氢铵三者反应，除生成MgCO₃·nH₂O沉淀外，同时生成的产物还有______________________________________。

（2）步骤2是__________、洗涤，检验沉淀A已洗涤干净的方法是_____________________。

为测定碳酸镁晶须产品中n的值，某兴趣小组设计了如下装置，并进行了三次实验。（不考虑稀盐酸的挥发性）                                          

（3）装置A中盛放的溶液是_____________。装置D中盛放的固体是___________________，其作用是_________________________________。

（4）若三次实验测得每1.000g碳酸镁晶须产生的CO₂平均值为a mol，则n值为__________________（用含a的代数式表达）。

（5）下列选项中，会造成实验结果偏大的是____________。 （选填序号）

①实验开始，未先通空气，即称量装置C；   ②B中反应结束后，没有继续通空气；

③缺少装置A；                           ④缺少装置D；

⑤装置B中稀盐酸的滴加速率过快；         ⑥装置C中的NaOH溶液浓度过大。

Answer

水浴加热 (NH4)2SO4 过滤 取最后一次洗涤的滤出液少许，滴入盐酸酸化的BaCl2溶液，若无沉淀说明已洗涤干净，若有沉淀则说明未洗涤干净 NaOH溶液 碱石灰 防止空气中的CO2进入装置C n =(1-84a)/18a ②⑤

【解析】（1）步骤1必须将反应的温度控制在50℃，水浴加热受热均匀，易于控制，不高于100℃均可采用水浴加热，故较好的加热方法是水浴加热；氨水、硫酸镁、碳酸氢铵三者反应，除生成MgCO3·nH2O沉淀外，同时生成的产物还有(NH4)2SO4；（2）步骤2操作后得到沉淀和溶液B，应该是过滤、洗涤，检验沉淀A已洗涤干净的方法是取最后一次洗涤的滤出液少许，滴入盐酸酸化的BaCl2溶液，若无沉淀说明已洗涤干净，若有沉淀则说明未洗涤干净；（3）装置A除去空气中的二氧化碳，排除干扰，故盛放的溶液是NaOH溶液。装置D中盛放的固体是碱石灰，其作用是防止空气中的CO2进入装置C；（4）n(MgCO3)=n(CO2)=a mol，m(H2O)=(1.000-84a)g，n(H2O)=，故n=；（5）①实验开始，未先通空气，即称量装置C，使空气中二氧化碳被C装置吸收，使二氧化碳的质量偏大，引起结果偏小；②B中反应结束后，没有继续通空气；产生的二氧化碳没有全部排到C装置，使二氧化碳的质量偏小，引起结果偏大；③缺少装置A，使空气中二氧化碳被C装置吸收，使二氧化碳的质量偏大，引起结果偏小；④缺少装置D，使外界空气中二氧化碳进入C装置吸收，使二氧化碳的质量偏大，引起结果偏小；⑤装置B中稀盐酸的滴加速率过快，产生的二氧化碳没有全部被C装置吸收，使二氧化碳的质量偏小，引起结果偏大；⑥装置C中的NaOH溶液浓度过大，C装置中NaOH溶液浓度过大，不会影响二氧化碳的质量，对结果没有影响。答案选②⑤。