题目内容
【题目】某种镁矿石的主要成分是碳酸镁，还含有较多的脉石（SiO2）和少量石灰石。下图是利用该镁矿石制备七水硫酸镁（MgSO4·7H2O）的工艺流程：
已知CaSO4和MgSO4的溶解度曲线如下图所示：
根据以上信息回答下列问题：
（1）写出步骤①中碳酸镁与硫酸发生反应的化学方程式。
（2）上述流程中多次用到了过滤操作，实验室过滤时需要用到的玻璃仪器是玻璃棒、烧杯和。
（3）沉淀A的成分是SiO2和部分硫酸钙，过滤I后得到的滤液中的溶质除了MgSO4还有。
（4）步骤④趁热过滤的作用是。
（5）步骤⑥的操作a名称是。
【答案】
（1）MgCO3 + H2SO4 = MgSO4+ CO2↑ + H2O
（2）漏斗
（3）CaSO4
（4）防止因降温导致MgSO 4结晶
（5）冷却结晶或降温结晶
【解析】（1）①中碳酸镁与硫酸发生反应生成硫酸镁、二氧化碳、水，化学方程式为Mg CO3 + H2SO4 =Mg SO4+ CO2↑ + H2O。
（2）过滤时需要用到的玻璃仪器是玻璃棒、烧杯和漏斗。
(3)沉淀A的成分是SiO2和部分硫酸钙，过滤I后得到的滤液中的溶质除了MgSO4还有碳酸钙和硫酸反应生成的硫酸钙。
（4）步骤④趁热过滤的作用是防止因降温导致MgSO 4结晶，降低溶液中硫酸镁的含量，使产率降低。
(5)步骤⑥的操作a名称是降温结晶。是硫酸镁和水分离。
所以答案是：MgCO3 + H2SO4 = MgSO4+ CO2↑ + H2O，漏斗，CaSO4，防止因降温导致MgSO 4结晶，冷却结晶或降温结晶。
【考点精析】掌握固体溶解度曲线及其作用是解答本题的根本，需要知道1．查找指定温度时物质的溶解度，并根据溶解度判断溶解性．2．比较相同温度时（或一定温度范围内）不同物质溶解度的大小．3．比较和确定物质的溶解度受温度影响的程度，并据此确定物质结晶或混合物分离提纯的方法．4．确定溶液的状态（饱和与不饱和）．
【题目】浴室喷头长时间使用会有白色固体附着，俗称水垢。这是因为硬水中含有较多的可溶性的碳酸氢钙【Ca(HCO3)2】,还含有可溶性的碳酸氢镁【Mg(HCO3)2】。查阅资料，加热时会产生难溶性的固体。其中碳酸氢钙【Ca(HCO3)2】受热易分解，生成难溶性的化合物、气体等物质。某小组想探究碳酸氢钙受热分解后产物的成分。
（1）【提出猜想】猜想1．难溶性化合物可能是CaCO3；猜想2．气体可能是H2、CO、CO2 。
【方案设计】请你设计实验，帮助该组同学确定难溶物的成分。
实验步骤 | 实验现象 | 结论 |
难溶物是CaCO3 |
（2）【实验探究】该组同学设计如图实验，继续探究气体的成分。
操作1．加热A装置，一段时间后，B装置中的澄清石灰水变浑浊。
操作2．在a处用燃着的木条检验，无明显现象。
【实验结论】结论1．碳酸氢钙分解产生的气体是；
结论2．碳酸氢钙受热分解的化学方程式为。
（3）【反思评价】有同学提出：硬水中可溶性的碳酸氢镁【Mg(HCO3)2】受热也会产生不溶性的固体，那水垢的成分中还有什么物质？根据上述探究，该组同学设计如下图装置进一步实验。（已知碱石灰主要成分为CaO和NaOH）
【实验测定】 步骤如下：
①按图组装仪器，先 ， 再将50g水垢样品放入锥形瓶中。
②打开止水夹K，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气。
③逐滴加入足量稀盐酸，待锥形瓶中出现气泡不再产生现象时，停止滴加稀盐酸。
④打开止水夹K，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气；
⑤称量D瓶内物质增加的质量，直至D瓶内物质质量不变；
⑥测量滴加稀盐酸体积与D瓶内物质增加质量的关系如下图曲线所示。
（4）【讨论交流】
①A装置中的NaOH溶液的作用是 ， 若没有A装置，D装置中的质量将（填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
②C装置中浓硫酸的作用是 ， E装置的作用是。
③分析曲线图，通过计算可知：水垢中一定含有（化学式） ， 理由是。
④查阅资料：水垢的主要成分有CaCO3、MgCO3和Mg(OH)2三种成分，三种物质加热后均能生成两种氧化物。小组同学提出探究水垢中氢氧化镁的质量分数：另取质量为50g的水垢试样，放入试管中加热至质量不再减少为止，测得二氧化碳24 g，残留固体25.1g。结合以上数据，确定水垢样品中氢氧化镁的质量分数为。（结果保留小数点后一位）
