Question

用下列装置测定碱式碳酸镁的化学组成，计算xMgCO₃?yMg（OH）₂?zH₂O中x：y：z的最简比．（假设每步反应、吸收均完全）

[实验步骤]
①连接好装置，

检查装置的气密性

；
②在热分解装置中装入23.3g样品，通人空气一段时间；
③分别称量装置C、D的质量；
④

打开弹簧夹

，启动热分解装置，使样品充分热解；
⑤停止加热，继续通空气至装置冷却到室温；
⑥再次分别称量装置C、D的质量．
[进行实验]该小组同学按上述实验步骤进行实验，并记录了如下数据：

	装置C的质量（/g）	装置D的质量（/g）
实验前	232.4	208.2
实验后	236.9	217.0

[实验分析及数据处理]：
（1）A装置的作用是

吸收空气中的二氧化碳和水

；E装置的作用是

防止空气中的二氧化碳和水进入影响实验结果

；
（2）实验步骤⑤继续通空气至装置冷却到室温是为了

防止热的生成物与空气中的物质反应

．
（3）根据上述数据，计算xMgCO₃?yMg（OH）₂?zH₂O中x：y：z的最简比；（提示：MgCO₃═MgO+CO₂↑、Mg（OH）₂═MgO+H₂O）
（4）根据上述实验结论，结合“固体质量-温度关系图”，回答下列问题：

①当温度达360℃时，固体质量减少了

3.6

g，此质量是生成的

水

的质量；
②反应完全进行时，温度最低为

360

℃，此时热分解装置中的剩余固体物质为

碳酸镁和氢氧化镁

．

Answer 1

分析：[实验步骤]①根据首先要检验装置的气密性进行解答；
④根据实验步骤以及注意事项进行解答；
[实验分析及数据处理]：（1）根据A装置的作用和E装置的作用是防止空气中的二氧化碳和水影响实验结果进行解答；
（2）根据实验步骤⑤继续通空气至装置冷却到室温是为了防止热的生成物与空气中的物质反应进行解答；
（3）根据装置C增加的质量为水的质量，装置D增加的质量为二氧化碳的质量进行解答；
（4）结合“固体质量-温度关系图”进行解答．

解答：解：[实验步骤]①首先要检验装置的气密性，所以连接好装置，检查装置的气密性；
④实验步骤可知，打开弹簧夹，启动热分解装置，使样品充分热解；
[实验分析及数据处理]：（1）A装置的作用是吸收空气中的二氧化碳和水；E装置的作用是防止空气中的二氧化碳和水进入影响实验结果；
（2）实验步骤⑤继续通空气至装置冷却到室温是为了防止热的生成物与空气中的物质反应；
（3）装置C增加的质量为生成水的质量，装置D增加的质量为生成二氧化碳的质量．
生成水的质量=236.9g-232.4g=4.5g，生成二氧化碳的质量=217.0g-208.2g=8.8g，
设碳酸镁的质量为x．
MgCO₃═MgO+CO₂↑
84          44
x            8.8g

84

x

=

44

8.8g

x=16.8g
则氧化镁的质量=23.3g-16.8g-4.5g=2.0g
设氢氧化镁的质量为y
Mg（OH）₂═MgO+H₂O
58         40
y           2.0g

58

y

=

40

2.0g

y=2.9g
所以xMgCO₃?yMg（OH）₂?zH₂O中水的质量为=23.3g-16.8g-2.9g=3.6g
所以碳酸镁、氢氧化镁和水的质量比为：84x：58y：18z=16.8g：2.9g：3.6g  解得x：y：z=4：1：4．
（4）①由固体质量-温度关系图可知，当温度达360℃时，固体质量减少=23.3g-19.7g=3.6g．此质量是生成的水的质量；
②反应完全进行时，温度最低为360℃，此时热分解装置中的剩余固体物质为碳酸镁和氢氧化镁．
故答案为：：[实验步骤]①检查装置的气密性；
④打开弹簧夹；
[实验分析及数据处理]：（1）吸收空气中的二氧化碳和水；防止空气中的二氧化碳和水进入影响实验结果；
（2）防止热的生成物与空气中的物质反应；
（3）4：1：4；
（4）①3.6；水；②360；碳酸镁和氢氧化镁．

点评：本考点属于盐的性质中实验方法和过程的探究，根据物质的化学性质，要认真分析，不仅要把握实验设计的每一个步骤中的实验目的，还要加强记忆除去常用离子的方法，从而突破难点．有关的计算要准确，本考点经常出现在实验题中．