Question

【题目】我国是镁资源最为丰富的国家之一．

(1)将1mol镁铝合金(Mg17Al12)完全溶解于12L 6mol/L的盐酸中，放出氢气______mol，为使反应后溶液中的Mg2+、Al3+完全沉淀，需加入10mol/L的氨水至少______L。

(2)灼烧碱式碳酸镁可得到MgO．取碱式碳酸镁4.66g，灼烧至恒重，得到2g固体和1.76g CO2，某学生为确定碱式碳酸镁的化学式列了以下联立方程：

24+17x+60y+18z=4.66÷()…①

2﹣x﹣2y=0…②

()×(0.5x+z)×18=4.66﹣2﹣1.76…③

(a)①式表达的是求算碱式碳酸镁摩尔质量的关系式，则②式表达的是_______________；

(b)以上关系式是正确的，据此可求出该碱式碳酸镁的化学式为________________________________。

(3)氧化镁可用于烟气脱硫，反应原理为：

MgO+H2O=Mg(OH)2 Mg(OH)2+SO2=MgSO3+H2O

MgSO3+H2O+SO2=Mg(HSO3)2 2MgSO3+O2=2MgSO4

某小组模拟脱硫过程如下(实验在25℃进行)：将MgO加入水中，不断搅拌，通入SO2和空气，得到550g滤液和若干克滤渣．取55g滤液依次加入足量的盐酸和BaCl2溶液，得到0.897g白色沉淀；另取55g滤液加入足量氯水和BaCl2混合溶液，得到1.992g白色沉淀．分析知滤渣中含MgSO3 16.82g(其它成分不含硫元素)。

①该实验过程中吸收的SO2的物质的量为________mol；消耗氧气的物质的量为_______mol。

②Mg(HSO3)2易溶于水；25℃溶解度，MgSO4：33.7g/100g水；MgSO3：0.652g/100g水．试通过计算确定550g滤液中镁盐的成分及物质的量(写出计算过程)___________________________。

Answer 1

【答案】35 7.2 电荷平衡(或化合物化合价代数和为零) Mg(OH)24MgCO34H2O或Mg5(OH)2(CO3)44H2O或Mg(OH)0.4(CO3)0.80.8H2O 0.247 0.0192 550g滤液中镁盐的成分为Mg(HSO3)2，物质的量为0.00635mol

【解析】

(1)n(HCl)=12L×6mol/L=72mol，Mg～2HCl、Al～3HCl，以此计算生成的氢气；酸碱恰好中和时Mg2+、Al3+完全沉淀；

(2)(a)②式与化合物中正负化合价代数和为0有关；

(b)以上关系式是正确的，联立方程计算x、y、z，可得碱式碳酸镁的化学式；

(3)0.897g白色沉淀为硫酸钡；另取55g滤液加入足量氯水和BaCl2混合溶液，得到1.992g白色沉淀为硫酸钡，滤渣中含MgSO316.82g，结合硫原子守恒计算二氧化硫的物质的量，结合电子守恒计算氧气的量；确定550g滤液中镁盐的成分为Mg(HSO3)2，结合上述反应及守恒计算。

(1)n(HCl)=12L×6mol/L=72mol，Mg～2HCl、Al～3HCl，1mol镁铝合金(Mg17Al12)消耗HCl为17mol×2+12mol×3=70，生成的氢气为=35mol；酸碱恰好中和时Mg2+、Al3+完全沉淀，则需加入10mol/L的氨水至少=7.2L；

(2)(a)②式与化合物中正负化合价代数和为0有关，即2﹣x﹣2y=0表达的是电荷平衡(或化合物化合价代数和为零)；

(b)24+17x+60y+18z=4.66÷①，2﹣x﹣2y=0 ②，×(0.5x+z)×18=4.66﹣2﹣1.76③，x表示OH﹣个数，y表示碳酸根离子个数，z表示水分子个数，以上关系式是正确的，联立方程可得Mg、x、y、z的个数比为5：2：4：4，所以碱式碳酸镁的化学式为Mg(OH)24MgCO34H2O 或Mg5(OH)2(CO3)44H2O或Mg(OH)0.4(CO3)0.80.8H2O；

(3)0.897g白色沉淀为硫酸钡；通入SO2和空气，得到550g滤液，另取55g滤液加入足量氯水和BaCl2混合溶液，得到1.992g白色沉淀为硫酸钡，滤渣中含MgSO3 16.82g，

①由S原子守恒可知，n(SO2)= +=0.247mol，由生成0.897g沉淀时电子守恒可知n(O2)= =0.0192 mol；

②MgSO3不溶于水，硫酸根离子转化为沉淀，则550g滤液中镁盐的成分为Mg(HSO3)2，

n(BaSO4)= n(MgSO4)= =0.0384mol，m(MgSO3)=550g×=3.563g，n(MgSO3)= =0.0343mol，则由Mg(HSO3)2 产生的n(BaSO4)=﹣0.0384mol﹣0.0343mol=0.0127mol，所以n[Mg(HSO3)2]= =0.00635mol。