Question

【题目】碳酸镁水合物是制备镁产品的中间体。
【制取MgCO3·3H2O】工业上从弱碱性卤水(主要成分为MgCl2)中获取MgCO3·3H2O的方法如下：

图1 获取MgCO3·3H2O的工艺流程

图2沉淀过程的pH变化 图3不同温度下溶液中镁离子含量随时间的变化
（1）沉淀过程的化学方程式为：
MgCl2+CO2+2NaOH+2H2O =MgCO3·3H2O↓+2
（2）沉淀过程的pH随时间的变化如图2所示，沉淀过程的操作为 (填字母)。
a. 向卤水中滴加NaOH溶液，同时通入CO2
b. 向NaOH溶液中滴加卤水，同时通入CO2
c. 向卤水中通入CO2至饱和，然后滴加NaOH溶液，同时继续通入CO2
d. 向NaOH溶液中通入CO2至饱和，然后滴加卤水，同时继续通入CO2
（3）沉淀过程的溶液中镁离子含量随时间的变化如图3所示，不同温度下所得到沉淀产物如表所示。
不同反应温度下的水合碳酸镁

温度（℃）	产物
46.95	MgCO3·3H2O
47.95	MgCO3·3H2O
48.95	MgCO3·3H2O
49.95	Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O

则沉淀过程选择的温度为 ， 理由是。
（4）【测定MgCO3·3H2O的纯度】
利用下图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验，以确定MgCO3·3H2O的纯度。

依据实验过程回答下列问题：
实验过程中需持续缓缓通入空气，其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有。
（5）C中反应生成CaCO3的化学方程式为；D中碱石灰的作用为。
（6）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是（填标号）。
a．在加入硫酸之前，应排净装置内的CO2气体
b．为了缩短实验时间，快速滴加硫酸
c．在A～B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d．在C装置左侧导管末端增添多孔球泡
（7）实验中准确称取15.0 g样品三份，进行三次测定，测得中生成CaCO3沉淀的平均质量为10.0 g。请计算样品中MgCO3·3H2O的纯度（写出计算过程）。
（8）小明认为应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液，其理由除了Ba(OH)2溶解度大，浓度大，使CO2被吸收的更完全外，还有。
（9）若获取MgCO3·3H2O的样品中含有少量Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O，则产品中镁元素的质量分数（填“偏大”“不变”或“偏小”，下同），样品中MgCO3·3H2O的纯度。

Answer 1

【答案】
（1）NaCl
（2）c
（3）48.95℃,此温度下,Mg2+沉淀的速率较快,沉淀效率较高,且不会生成其它沉淀
（4）把生成的CO2全部排入C中,使之完全被Ca(OH)2溶液吸收
（5）Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O,防止空气中的CO2进入C干扰实验
（6）bc
（7）解：MgCO3·3H2O+ H2SO4= MgSO4+ CO2↑+4H2O；CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O；可得关系式为MgCO3·3H2O~ CO2~ CaCO3↓，设样品中MgCO3·3H2O的质量为x,

MgCO3·3H2O~	CaCO3↓
138	100
x	10.0g

138/x=100/10.0g x=13.8g 样品中MgCO3·3H2O的纯度 13.8g÷15g×100%=92.0%

（8）因BaCO3的相对分子质量比CaCO3大,等质量的MgCO3·3H2O生成的BaCO3质量远大于CaCO3,实验时相对误差小
（9）偏大,偏大
【解析】(1). 据质量守恒定律反应前后原子的种类、个数不变，可得方程式为MgCl2+CO2+2NaOH+2H2O =MgCO3·3H2O↓+2NaCl (2). 由图可知，沉淀过程的pH随时间的变化是先变小至小于7，后变大至大于7，所以操作是向卤水中通入CO2至饱和，由于生成碳酸，溶液显酸性，pH小于7，然后滴加NaOH溶液，同时继续通入CO2，生成碳酸钠，溶液呈碱性。(3). 沉淀过程选择的温度为48.95℃，理由是：此温度下，Mg2+沉淀的速率较快，沉淀效率较高，且不会生成其它沉淀(4). 实验过程中需持续缓缓通入空气，其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ca(OH)2溶液吸收 ，否则装置内剩余二氧化碳不被吸收，导致测定结果偏小， (5). 石灰水的溶质氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，反应方程式为：Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O. D中碱石灰的作用为防止空气中的CO2进入C干扰实验，使测定结果偏大。 (6). 快速滴加硫酸，使生成二氧化碳的速率太快，不能被充分吸收；在A～B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置不能提高测定的准确性，因为氢氧化钙不吸收水。(8). 因BaCO3的相对分子质量比CaCO3大，等质量的MgCO3·3H2O生成的BaCO3质量远大于CaCO3，实验时相对误差小 (9). ,若获取MgCO3·3H2O的样品中含有少量Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O，则产品中镁元素的质量分数偏大，因为MgCO3·3H2O中镁元素的质量分数=24÷138×100%；Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O镁元素的质量分数=（24×5）÷458×100%；同质量的Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O比MgCO3·3H2O生成的碳酸钙沉淀多，，所以计算的纯度偏大.
【考点精析】认真审题，首先需要了解书写化学方程式、文字表达式、电离方程式(注意：a、配平 b、条件 c、箭号)，还要掌握根据化学反应方程式的计算(各物质间质量比=系数×相对分子质量之比)的相关知识才是答题的关键．