Question

【题目】碱式碳酸镁不溶于水，用途广泛，主要用作橡胶制品的填充剂，能增强橡胶的耐磨性和强度。也可用作油漆和涂料的添加剂，也可用于牙膏、医药和化妆品等工业。以水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：

（1）预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常温下Ksp(Mg(OH)2)＝1.8×10－11，表示Mg(OH)2沉淀溶解平衡的方程式为 ，Mg(OH)2达到沉淀达到沉淀溶解平衡时溶液的pH （已知：lg36≈1.5）。

（2）已知：常温下Ka1(H2CO3)＝4.4×10－7，Ka2(H2CO3)＝4.7×10－11，Kb(NH3·H2O)＝1.8×10－5，则NH4HCO3溶液显 性，c(NH) c(HCO)（选填“大于”、“小于”、“等于”），该溶液物料守恒表达式为 。

（3）上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为____________。

（4）高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁晶体4.84 g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00 g和标准状况下CO2 0.896 L，则碱式碳酸镁的化学式为 ，写出氯化镁、氨、碳酸氢铵热水解生成碱式碳酸镁的离子方程式 。

Answer 1

【答案】（1）Mg(OH)2(s)Mg2+(aq) + 2OH－(aq) 10.5

（2）酸 大于 c(NH4＋)+ c(NH3·H2O)＝c(CO32－)+ c(HCO3－) + c(H2CO3)

（3）NH4Cl （4）Mg(OH)2·4MgCO3·5H2O

5Mg2+ + 4HCO3－+ 6NH3 + 7H2O＝Mg(OH)2·4MgCO3·5H2O↓+ 6NH4＋

【解析】

试题分析：水氯镁石（主要成分为MgCl26H2O）为原料生产碱式碳酸镁的主要流程：加水溶解，通入氨气，氨气极易溶于水，得到碱性的氨水，再加入碳酸氢铵，再进行热水解可以将镁离子沉淀下来，形成碱式碳酸镁沉淀，过滤即可得到目标化合物。

（1）Mg（OH）2沉淀溶解生成镁离子和氢氧根离子，溶解的离子方程式为Mg（OH）2（s）Mg2+（aq）+2OH-（aq），根据Ksp＝c(Mg2+)c(OH-)2可知，c(OH-)＝，所以溶液的pH＝10+＝10.5。

（2）Ka1（H2CO3＜Kb（NH3H2O），所以铵根离子的水解程度小于碳酸氢根离子，所以溶液中c（NH4+）＞c（HCO3-），溶液呈碱性，根据氮元素和碳元素守恒可知物料守恒式为c(NH4＋)+ c(NH3·H2O)＝c(CO32－)+ c(HCO3－) + c(H2CO3)；

（3）根据流程判断所得滤液的成分中含有的离子有氯离子和铵根离子，故所得的滤液中含NH4Cl；

（4）碳酸镁可以写成氧化物的表示形式，即xMgOyH2OzCO2，根据题意：碱式碳酸镁4.84g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00g和标准状况下CO20.896L，即n（CO2）＝0.896L÷22.4Lmol-1=4.00×10-2 mol，n（MgO）＝2.00g÷40g/mol＝5.00×10-2mol，

n（H2O）＝＝5.00×10-2mol，

n（MgO）：n（CO2）：n（H2O）＝5.00×10-2：4.00×10-2：5.00×10-2＝5：4：5，

即x：y：z＝5：4：5，所以碱式碳酸镁的化学式为：Mg(OH)2·4MgCO3·5H2O[或Mg5（OH）2（CO3）44H2O]；用氯化镁、氨、碳酸氢铵热水解生成碱式碳酸镁的离子方程式为5Mg2+ + 4HCO3－+ 6NH3 + 7H2O＝Mg(OH)2·4MgCO3·5H2O↓+ 6NH4＋。