Question

1．碳酸镁晶体是一种新型吸波隐形材料中的增强剂．
实验一：合成碳酸镁晶体的步骤：
①配制一定浓度的MgSO₄溶液和NH₄HCO₃溶液；
②量取一定量的NH₄ HCO₃溶液于容器中，搅拌并逐滴加入MgSO₄溶液，控制温度50℃，反应一段时间；
③用氨水调节溶液pH至9.5，放置一段时间后，过滤、洗涤、干燥得碳酸镁晶体产品．
称取3.000g MgSO₄样品配制250mL溶液流程如图所示：

回答下列问题：
（1）写出实验仪器名称：A电子天平；B250mL容量瓶．配制溶液过程中定容后的“摇匀”的实验操作为把容量瓶瓶塞塞紧，用食指顶住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶上下颠倒摇动多次，使溶液混合均匀．
（2）检验碳酸镁晶体是否洗干净的方法是取最后一次洗涤液少许于试管，加入稀盐酸酸化，再加入几滴氯化钡溶液，若不再产生白色沉淀，则说明沉淀已洗干净．
实验二：测定产品MgCO₃•nH₂O中的n值（仪器和药品如图所示）：

（3）实验二装置的连接顺序为a→e、d→b（按气流方向，用接口字母abcde表示），其中Ⅱ装置的作用是吸收CO₂以便测定样品中碳元素的含量．
（4）加热前先通入N₂排尽装置Ⅰ中的空气，然后称取装置Ⅱ、Ⅲ的初始质量．进行加热时还需通入N₂的作用是将分解生成的气体全部带入装置Ⅱ或Ⅲ中，使其完全吸收，并防止倒吸．
（5）若要准确测定n值，至少需要下列所给数据中的b、c（填选项字母），写出相应1种组合情景下，求算n值的数学表达式：n=$\frac{22{m}_{3}}{9{m}_{2}}$．
a．装置Ⅰ反应前后质量差m₁             b．装置Ⅱ反应前后质量差m₂    c．装置Ⅲ反应前后质量差m₃．

Answer 1

分析 （1）称取3.000g MgSO₄样品，需要用到电子天平，配制250mL溶液需要250mL容量瓶；
（2）检验沉淀已经洗涤干净的方法是检验洗涤液中是否含有硫酸根离子来检验是否洗净；
（3）实验目的是测定产品MgCO₃•nH₂O中的n值，需要测量水和二氧化碳的量，将气体通过洗气瓶进行洗气时，应该从长导管一侧通入气体；
（4）为了避免引起实验误差，保证反应产生的气体全部被装置C、D吸收，所以要通入N₂排出装置内残留的气体，同时也是为了防止产生倒吸；
（5）若B装置中无残留物，通过装置D吸收的质量为生成水的质量，装置C吸收的是分解生成的二氧化碳的质量，据此计算物质的量得到n值．

解答 解：（1）称取3.000g MgSO₄样品，需要用到电子天平，故A为电子天平，配制250mL溶液需要250mL容量瓶，故B为250mL容量瓶，“摇匀”的实验操作为把容量瓶瓶塞塞紧，用食指顶住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶上下颠倒摇动多次，使溶液混合均匀，
故答案为：电子天平；250mL容量瓶；把容量瓶瓶塞塞紧，用食指顶住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶上下颠倒摇动多次，使溶液混合均匀；
（2）检验碳酸镁晶体是否洗干净的方法是取最后一次洗涤液少许于试管，加入稀盐酸酸化，再加入几滴氯化钡溶液，若不再产生白色沉淀，则说明沉淀已洗干净，
故答案为：取最后一次洗涤液少许于试管，加入稀盐酸酸化，再加入几滴氯化钡溶液，若不再产生白色沉淀，则说明沉淀已洗干净；
（3）加热装置Ⅰ产生的气体二氧化碳和水蒸气依次通过浓硫酸和氢氧化钠溶液吸收，可以测定二氧化碳和水蒸气的量，故装置连接顺序为a→e、d→b，其中Ⅱ装置为碱性溶液吸收CO₂以便测定样品中碳元素的含量，进而计算MgCO₃•nH₂O中的n值，
故答案为：a→e、d→b；吸收CO₂以便测定样品中碳元素的含量；
（4）进行加热时还需通入N₂的作用是将分解生成的气体全部带入装置Ⅱ或Ⅲ中，使其完全吸收，减少测定产生的误差，并防止倒吸，
故答案为：将分解生成的气体全部带入装置Ⅱ或Ⅲ中，使其完全吸收，并防止倒吸；
（5）若B装置中无残留物，通过装置D吸收的质量为生成水的质量，装置C吸收的是分解生成的二氧化碳的质量，b．装置C反应前后质量差m₂ c．装置D反应前后质量差m₃，可以计算，$\frac{{m}_{2}}{44}$：$\frac{{m}_{3}}{18}$=1：n，n=$\frac{22{m}_{3}}{9{m}_{2}}$，
故答案为：b、c；$\frac{22{m}_{3}}{9{m}_{2}}$．

点评 本题考查物质的组成的测定，主要考查对实验装置和实验流程的理解和熟悉实验操作，同时通过计算，确定水分子数．综合性较强，题目难度中等．