题目内容

碳酸镁晶须是一种新型的吸波隐形材料中的增强材料。
(1)合成该物质的步骤如下:
步骤1:配制0.5mol·L-1MgSO4溶液和0.5mol·L-1NH4HCO3溶液。
步骤2:用量筒量取500mL NH4HCO3溶液于1000mL四口烧瓶中,开启搅拌器。温度控制在50℃。
步骤3:将250mL MgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中,1min内滴加完后,用氨水调节溶液pH到9.5。
步骤4:放置1h后,过滤,洗涤。
步骤5:在40℃的真空干燥箱中干燥10h,得碳酸镁晶须产品(MgCO3·nH2O  n=1~5)。
①步骤2控制温度在50℃,较好的加热方法是          。
②步骤3生成MgCO3·nH2O沉淀的离子方程式为        。
③步骤4检验是否洗涤干净的方法是           。
(2)测定合成的MgCO3·nH2O中的n值。
称量1.000g碳酸镁晶须,放入如图所示的广口瓶中加入水滴入稀硫酸与晶须反应,生成的CO2被NaOH溶液吸收,在室温下反应4~5h,反应后期将温度升到30℃,最后的烧杯中的溶液用已知浓度的盐酸滴定,测得CO2的总量;重复上述操作2次。

①图中气球的作用是           。
②上述反应后期要升温到30℃,主要目的是         。
③设3次实验测得每1.000g碳酸镁晶须产生的CO2平均值为a mol,则n值为      (用含a的表达式表示)。
(3)称取100g上述晶须产品进行热重分析,热重曲线如图。

则该条件下合成的晶须中,n=      (选填:1、2、3、4、5)。


(1)①水浴加热       ②Mg2++HCO3-+NH3·H2O+(n-1)H2O=MgCO3·nH2O+NH4+
③取最后一次洗涤液少量,加入盐酸酸化的BaCl2溶液,若不出现沉淀,即洗涤干净
(2)①平衡压强
②温度升高气体溶解度减小,使广口瓶水中溶解的二氧化碳气体逸出被氢氧化钠充分吸收;
③(1.000-84a)/18a
(3)1

解析试题分析:(1)①水浴加热受热均匀,易于控制,不高于100℃均可采用水浴加热;②Mg2++HCO3-+NH3·H2O+(n-1)H2O=MgCO3·nH2O+NH4+     ③沉淀表面有残留物,可以通过洗涤液中含有的杂质离子如SO42-来判断是否洗涤干净;(2)①反应体系产生气体,防止压强过大发生危险,起到缓冲的作用;②温度升高气体溶解度减小,使广口瓶水中溶解的二氧化碳气体逸出被氢氧化钠充分吸收;
③n(MgCO3)=n(CO2)="a" mol
m(H2O)=(1.000-84a)g
n(H2O)=(1.000-84a)/18 mol
故n=(1.000-84a)/18a
(3)从图中可以得出MgCO3·nH2O变成82.3g时为失去结晶水的反应,最后得到的是MgO。
100×18n/(84+18n)=100-82.3   
n=1
考点:以物质组成的测定为载体,考查化学实验中条件的选择、洗涤操作、计算能力、实验方案的设计与评价等有关问题。

练习册系列答案
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(15分)碱式碳酸铜的成分有多种,其化学式一般可表示为xCu(OH)2·yCuCO3。
(1)孔雀石呈绿色,是一种名贵的宝石,其主要成分是Cu(OH)2·CuCO3。某兴趣小组为探究制取孔雀石的最佳反应条件,设计了如下实验:
实验1:将2.0mL 0.50 mol·L–1的Cu(NO3)2溶液、2.0mL 0.50 mol·L–1的NaOH溶液和0.25 mol·L–1的Na2CO3溶液按表Ⅰ所示体积混合。
实验2:将合适比例的混合物在表Ⅱ所示温度下反应。
实验记录如下:
表Ⅰ                                      表Ⅱ

编号
V (Na2CO3)/mL
沉淀情况
 
编号
反应温度/℃
沉淀情况
1
2.8
多、蓝色
 
1
40
多、蓝色
2
2.4
多、蓝色
 
2
60
少、浅绿色
3
2.0
较多、绿色
 
3
75
较多、绿色
4
1.6
较少、绿色
 
4
80
较多、绿色(少量褐色)
 
①实验室制取少许孔雀石,应该采用的最佳条件是                               。
②80℃时,所制得的孔雀石有少量褐色物质的可能原因是                          。
(2)实验小组为测定上述某条件下所制得的碱式碳酸铜样品组成,利用下图所示的装置(夹持仪器省略)进行实验:

步骤1:检查装置的气密性,将过滤、洗涤并干燥过的样品置于平直玻璃管中。
步骤2:打开活塞K,鼓入空气,一段时间后关闭,称量相关装置的质量。
步骤3:加热装置B直至装置C中无气泡产生。
步骤4:                                          (请补充该步操作内容)。
步骤5:称量相关装置的质量。
①装置A的作用是               ;若无装置E,则实验测定的x/y的值将        。(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
②某同学在实验过程中采集了如下数据:
A.反应前玻璃管与样品的质量163.8g      B.反应后玻璃管中残留固体质量56.0g
C.装置C实验后增重9.0g                D.装置D实验后增重8.8g
为测定x/y的值,你认为可以选用上述所采集数据中的           (写出所有组合的字母代号)任一组即可进行计算,并根据你的计算结果,写出该样品组成的化学式                        。

硫代硫酸钠(Na2S2O3)可由下面一系列反应制得:
①Na2CO3+SO2 =Na2SO3+CO2
②Na2S+SO2+H2O=Na2SO3+H2S
③2H2S+SO2=3S↓+2H2O
④Na2SO3 + S  Na2S2O3,
常温下溶液中析出晶体为Na2S2O3?5H2O。Na2S2O3·5H2O于40~45℃熔化,48℃分解;
Na2S2O3易溶于水,不溶于乙醇。在水中有关物质的溶解度曲线如图所示。

Ⅰ.现按如下方法制备Na2S2O3·5H2O:
将硫化钠和碳酸钠按反应要求比例一并放入三颈烧瓶中,注入150mL蒸馏水使其溶解,在分液漏斗中,注入浓盐酸,在装置2中加入亚硫酸钠固体,并按下图安装好装置。

请问:仪器2的名称为       ,
装置6中可放入        。

A.BaCl2溶液B.浓H2SO4
C.酸性KMnO4溶液D.NaOH溶液
Ⅱ.分离Na2S2O3·5H2O并标定溶液的浓度:

(1)为减少产品的损失,操作①为     ,操作②是    、洗涤、干燥,其中洗涤操作是用         (填试剂)作洗涤剂。
(2)称取一定质量的产品配置成硫代硫酸钠溶液,并用间接碘量法标定该溶液的浓度:用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7(摩尔质量294g/mol)0.5880克。平均分成3份分别放入3个锥形瓶中,加水配成溶液,并加入过量的KI并酸化,发生下列反应:6I-+Cr2O72-+14H+=3I2+2Cr3++7H2O,再加入几滴淀粉溶液,立即用所配Na2S2O3溶液滴定,发生反应: I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,滴定终点的现象为                     ,
三次消耗Na2S2O3溶液的平均体积为20.00mL,则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为         mol/L。

某研究性学习小组对用酸化的硝酸银溶液检验I-存在的合理性产生了兴趣,同学们根据变量控制思想进行如下方案设计并进行了实验探究:
[提出假设]
假设1:生成的AgI不溶于水,不能被HNO3氧化。
假设2:HNO3有氧化性,能将I-氧化成I2。
[设计实验方案,验证假设]
(1)甲同学向KI溶液中滴加硝酸化的AgNO3溶液并振荡,有黄色沉淀生成。验证了假设1成立。请写出有关化学方程式                                          。
(2)乙同学设计实验验证2,请帮他完成下表中内容。

实验步骤(不要求写具体操作过程)
预期现象和结论
 
若溶液变蓝,假设2成立。
若溶液不变蓝,假设2不成立。
……
 
[结论与解释]
(3)甲同学验证了假设1成立,若乙同学验证了假设2成立,则丙同学由此得出的结论:硝酸酸化的AgNO3可以使I-沉淀,也能氧化I-。你同意丙同学的结论吗,并简述理由:                           。
[思考与交流]
(3)研究性学习小组同学还想研究Fe3+能否氧化I-的问题,请你用两种方案来进行实验验证:
方案一:                                                                               
方案二:                                                                          
假设验证成立,请写出主要离子方程式                                               。

某同学进行试验探究时,欲配制1.0molL-1Ba(OH)2溶液,但只找到在空气中暴露已久的Ba(OH)2·8H2O试剂(化学式量:315)。在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解,烧杯中存在大量未溶物。
为探究原因,该同学查得Ba(OH)2·8H2O 部分溶解度数据,见下表:

温度
283K
293K
303K
溶解度(g/100g H2O)
2.5
3.9
5.6
 
(1)烧杯中未溶物仅为BaCO3,理由是                                    。
(2)假设试剂由大量Ba(OH)2·8H2O和少量BaCO3组成,设计试验方案,进行成分检验,在答题纸上写出实验步骤、预期现象和结论。(不考虑结晶水的检验;室温时BaCO3饱和溶液的pH=9.6)
限选试剂及仪器:稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:取适量试剂于洁净烧杯中,加入足量蒸馏水,充分搅拌,静置,过滤,得滤液和沉淀。
######
步骤2:取适量滤液于试管中,滴加稀硫酸。
_______________________ 
步骤3:取适量步骤1中的沉淀于试管中,
                   ,连接带塞导气管将产生的气体导入澄清石灰水中。   
_______________________
______________________
步骤4:取步骤1中的滤液于烧杯中,______________________________ 
_______________________,说明该试剂中含有Ba(OH)2。
 
(3)将试剂初步提纯后,准确测定其中Ba(OH)2·8H2O的含量。
实验如下:①配制250 mL 约0.1mol·L-1Ba(OH)2·8H2O溶液:准确称取w克试样,置于烧杯中,加适量蒸馏水,搅拌,将溶液转入         ,洗涤,定容,摇匀.
②滴定:准确量取25.00ml所配制Ba(OH)2溶液于锥形瓶中,滴加指示剂,将         (填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5”)molL-1盐酸装入50ml酸式滴定管,滴定至终点,记录数据。重复滴定2次。平均消耗盐酸Vml。
(4)室温下,       (填“能”或“不能”) 配制1.0 mol·L-1Ba(OH)2溶液,说明理由________________________________________________________________________________________.

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