题目内容

5.碱式碳酸镁密度小,是橡胶制品的优良填料.可用复盐MgCO3•(NH4)2CO3•H2O作原料制各.取一定量的含镁复盐放三颈烧瓶中,并将三颈烧瓶放在恒温水浴锅中加热(如图1所示),按一定的液固比加入蒸馏水,开启搅拌器同时加入预定的氨水,待温度到达40℃时开始热解,此时滴加卤水(氯化镁溶液)并继续滴入氨水,保持10min时间后过滤洗涤,滤出的固体在120℃的温度条件下干燥得到碱式碳酸镁产品.
(1)本实验选择水浴加热方式,其优点是使反应物受热均匀,温度容易控制.
(2)40℃时复盐开始热解生成MgCO3•3H2O,并有气体产生,该反应的化学方程式为MgCO3•(NH4)2CO3•H2O+H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCO3•3H2O+2NH3↑+CO2↑.
(3)碱式碳酸镁产品中镁的质量分数[w(Mg)%]越高,产品质最越好,氯的质量分数越高,产品质量越差.某科研小组用沉淀滴定法分析产品中C1-的含量,称取6.1000g产品用适量硝酸溶解,经稀释等步骤最终配得500mL的溶液.①在配制过程中必需要用到的一种计量仪器是电子天平或分析天平.准确最取25.00mL待测液,用硝酸银标准液进行滴定,滴定前后滴定管中的液面读数如图2所示,则滴定过程中消耗标准液的体积为16mL.
②已知某温度时,一些银盐的颜色和Ksp如下表:
难溶盐AgClAgBrAgIAg2CrO4
Ksp2×10-105.4×10-138.3×10-172×10-12
颜色白色淡黄色黄色砖红色
则滴定时,可用作指示剂的是d.
a.CaCl2b.NaBr  c.NaI  d.K2CrO4
③滴定时,应将溶液调成中性,不能是强酸性或强碱性,其中不能是强碱性的原因是碱性条件下,硝酸银会生成氢氧化银或氧化银沉淀.
(4)已知制得的碱式碳酸镁可表示为xMgC03′yMg(OH)2H2O.若碱式碳酸镁的质量ag(不考虑微最杂质),充分灼烧后,测得剩余固体的质量为bg,产生的二氧他碳气体体积在标准状况下为cL,则碱式碳酸镁中x:y=40c:(22.4b-40c).(用b、c表示,不需化简)

分析 (1)水浴加热使受热均匀,温度容易控制;
(2)根据元素守恒和部分生成物可写出化学方程式;
(3)①准确称取6.1000g产品要用的计量仪器是电子天平或分析天平;根据图2可知硝酸银标准液的体积;
②滴定实验是利用沉淀变色指示反应沉淀完全,在氯化银刚好沉淀完成,再滴加硝酸银溶液,与指示剂作用生成不同现象来进行判断;测定水体中氯化物的含量,必须使氯离子完全生成白色沉淀,指示沉淀反应完全的试剂溶解性一定小于氯化银,所以本题应在Ag+和Cl-生成AgCl沉淀后,再生成不同颜色沉淀指示沉淀终点.则指示剂的溶解度应比AgCl大来分析判断;
③碱性条件下,硝酸银会生成氢氧化银或氧化银,影响沉淀滴定;
(4)根据xMgC03′yMg(OH)2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$(x+y)MgO+xC02↑+(1+y)H2O,根据样品质量、氧化镁的质量、二氧化碳的体积列比例式求得x:y;

解答 解:(1)水浴加热使反应物受热均匀,温度容易控制,
故答案为:使反应物受热均匀,温度容易控制;
(2)根据元素守恒可知,复盐开始热解生成MgCO3•3H2O,并有气体产生,该气体应为二氧化碳和氨气,所以反应的化学方程式为MgCO3•(NH4)2CO3•H2O+H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCO3•3H2O+2NH3↑+CO2↑,
故答案为:MgCO3•(NH4)2CO3•H2O+H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCO3•3H2O+2NH3↑+CO2↑;
(3)①准确称取6.1000g产品要用的计量仪器是电子天平或分析天平;根据图2可知硝酸银标准液的体积为18.5mL-2.5mL=16mL,
故答案为:电子天平或分析天平;16;
②指示剂的作用是指示出氯离子恰好沉淀完全,即让氯离子先沉淀,沉淀完全后,再滴入硝酸银溶液会生成一种颜色不同的沉淀来指示沉淀终点,氯化银、溴化银、碘化银的组成都是1:1,依据Ksp可以直接比较溶解性大小为氯化银>溴化银>碘化银;随Ksp的减小,应先出现碘化银沉淀、再出现溴化银,最后才沉淀氯化银,所以a、b、c不符合滴定实验的目的和作用,铬酸银的阳、阴离子个数比为2:1,可以计算相同浓度的银离子沉淀氯离子、铬酸根离子需要的浓度,依据Ksp计算得到,Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]=2×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO42-]=2.0×10-12,[Cl-]=$\sqrt{2×1{0}^{-10}}$,[CrO42-]=$\root{3}{\frac{2.0×1{0}^{-12}}{4}}$;所以同浓度的银离子需要的氯离子浓度小于铬酸根离子浓度,说明铬酸银溶解度大于氯化银;加入K2CrO4,做指示剂可以正确的测定氯化物的含量,故d正确;
故答案为:d;
③碱性条件下,硝酸银会生成氢氧化银或氧化银沉淀,影响沉淀滴定,所以滴定时,溶液不能是强碱性,
故答案为:碱性条件下,硝酸银会生成氢氧化银或氧化银沉淀;

(4)根据xMgC03′yMg(OH)2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$(x+y)MgO+xC02↑+(1+y)H2O,
                                      40(x+y)  22.4x 
                                       b          c
有$\frac{40(x+y)}{b}=\frac{22.4x}{c}$,所以x:y=40c:(22.4b-40c),
故答案为:40c:(22.4b-40c).

点评 本题主要考查物质的性质的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,题目难度中等.

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