题目内容

15．以水氯镁石（MgCl2•6H2O）为原料生产碱式碳酸镁，主要流程如图：

（1）预氨化过程中有少量Mg（OH）2生成，已知氮化温度下Mg（OH）2的Ksp=1.8×10-11，若氨化后溶液中的c（OH-）=3×10-6mol/L．溶液中c（Mg2+）=2.0mol•L-1．
（2）上述过滤后的滤液中浓缩结晶得到的主要物质是NH4Cl（化学式）．
（3）高温煅烧得到的碱式碳酸镁得到的固体只有氧化镁，取9.32g碱式碳酸镁煅烧至恒重，得到固体4.00g和二氧化碳1.792L（标准状况），计算碱式碳酸镁的化学式（需要写出简要计算过程）Mg（OH）2•4MgCO3•4H2O．
（4）若水解不完全，则得到的碱式碳酸镁中会混有碳酸镁，则产品中镁的质量分数升高（升高、降低、不变）．

分析 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：加水溶解，通入氨气，氨气极易溶于水，氯化镁溶液中加入氨水生成氢氧化镁沉淀，加入碳酸氢铵后，发生热水解，生成碱式碳酸镁，过滤即可得到目标化合物，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．
（1）根据溶度积表达式Ksp=[Mg2+][OH-]2进行计算；
（2）根据流程判断所得滤液的成分中含有的离子，确定滤液中的物质来回答；
（3）根据碳酸镁的分子式，可以写成氧化物的表示形式，即2MgO•H2O•CO2，然后根据题意确定各个氧化物的量，进而确定分子式．
（4）根据同质量的碳酸镁和碱式碳酸镁中镁的物质的量前者大来回答．

解答 解：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：加水溶解，通入氨气，氨气极易溶于水，氯化镁溶液中加入氨水生成氢氧化镁沉淀，加入碳酸氢铵后，发生热水解，生成碱式碳酸镁，过滤即可得到目标化合物，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．
（1）根据溶度积表达式Ksp=[Mg2+][OH-]2得[Mg2+]=$\frac{1.8×10{\;}^{-11}}{9.0×10{\;}^{-12}}$=2.0 mol•L-1，故答案为：2.0 mol•L-1；（2）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，故答案为：NH4Cl；
（3）碳酸镁的分子式，可以写成氧化物的表示形式，即2MgO•H2O•CO2；各个氧化物的量分别为：n（CO2）=$\frac{0.896L}{22.4L•mol{\;}^{-1}}$=4.00×10-2mol
n（MgO）=$\frac{2.00g}{40g•mol{\;}^{-1}}$=5.00×10-2mol
n（H2O）=$\frac{4.66g-4.00×1{0}^{-2}mol×44g•mo{l}^{-1}-2.00g}{18g•mol{\;}^{-1}}$=5.00×10-2mol
故：n（MgO）：n（CO2）：n（H2O）=5.00×10-2：4.00×10-2：5.00×10-2=5：4：5，故碱式碳酸镁的化学式为：Mg（OH）2•4MgCO3•4H2O，
故答案为：Mg（OH）2•4MgCO3•4H2O；
（4）同质量的碳酸镁和碱式碳酸镁中镁的物质的量前者大，即产品中镁的质量就大，故答案为：升高．

点评 本题考查镁的化合物的性质以及制备实验方案的设计，题目难度中等，本题注意（3）从质量守恒的角度分析，为易错点．

练习册系列答案
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1．目前对化合物种类最多的族和元素种类最多的族的说法，你认为正确的是（　　）
A．分别是ⅣA和IA族B．分别是VIA族和IA族
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2．下列有关叙述正确的是（　　）
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C．如图装置所示，可准确测定中和热
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3．[化学--选修3：物质结构与性质]铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途．请回答以下问题：
（1）超细铜粉可应用于导电材料、催化剂等领域中，其某制备方法如图1：

①NH4CuSO3中的金属阳离子的核外电子排布式为：1S22S22P63S23P63d10．N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为：N＞O＞S（填元素符号）．②SO42-离子的空间构型为正四面体．
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（4）用晶体的x射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数．对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361pm．又知铜的密度为9.00g•cm-3，则铜晶胞的体积是4.7×10-23 cm3、晶胞的质量是4.23×10-22g、阿伏加德罗常数为6.01×1023mol-1（列式计算，己知Ar（Cu）=63.6）．
10．氢溴酸是无色、易挥发的液体，在化工领域用途广泛．实验室模拟一种工业制备氢溴酸的主要流程如下：

完成下列填空：
（1）写出反应①的离子方程式SO2+Br2+2H2O=SO42-+2Br-+4H+．该反应需要在冰水浴中进行，可能的原因是防止Br2和HBr挥发．
（2）操作I用到的玻璃仪器有蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、接液管和锥形瓶．
（3）反应②中Na2SO3的目的是除去粗品中未反应完的溴．
（4）反应③中的Ba（OH）2溶液能否用BaCl2或者Ba（NO3）2溶液代替？说明理由不能，盐酸、硝酸易挥发，硝酸易分解，影响纯度．
（5）工业氢溴酸往往呈淡黄色．
①工业氢溴酸呈黄色可能是因为像工业盐酸一样含Fe3+，如何证明含Fe3+？取样，滴加KSCN溶液，若溶液变为红色，则证明含Fe3+．
②工业氢溴酸呈黄色还可能是因为含Br2，如何证明？取样，加入CCl4少许，充分震荡，若油层呈橙色（橙红色）证明含Br2．
20．高铁酸盐（K2FeO4）在能源、环保等方面有着广泛的用途．湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示．
湿法强碱性介质中，Fe（NO3）3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液
干法Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物
（1）写出干法制备K2FeO4 的化学方程式为，Fe2O3+3KNO3+4KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K2FeO4+3KNO2+2H2O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：1．
（2）高铁酸钾在水中既能消毒杀菌，又能净水，是一种理想的水处理剂．它能消毒杀菌是因为高铁酸钾有强氧化性，它能净水的原因是高铁酸钾与水反应生成的Fe（OH）3胶体有吸附性．
（3）在实验室配置Fe（NO3）3溶液时，若用蒸馏水直接配置，所得溶液往往较混浊，其原因是（用离子方程式表示）Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，因此，正确的配置操作是在溶液中加入少量的（填试剂名称）硝酸，其目的是抑制铁离子的水解．
（4）Fe2O3是一种红棕色的氧化物，写出它和盐酸反应的离子方程式Fe2O3+6H+=3H2O+2Fe3+．
（5）检验Fe3+ 的方法很多，写出其中的一种检验方法取少量溶液于试管中，加入少量KSCN溶液，如果变成血红色溶液，则含有Fe3+．
7．实验室可用金属铁与氯气反应制备无水三氯化铁（FeCl3：棕黄色，易潮解，100℃升华）．
下面两套实验装置，左边反应装置相同，右边产品收集装置不同，分别如Ⅰ和Ⅱ所示．

（1）B中化学反应式4HCl（浓）+MnO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O
（2）D中反应开始前，需排除装置中的空气，采取的方法B中的反应进行一段时间后，看到共绿色气体充满装置，再开始加热D
（3）D中化学反应式2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl3
（4）装置Ⅰ主要缺点，除了尾气排入空气，污染环境外，还有导管易被产品堵塞
（5）装置Ⅱ主要缺点产品易潮解改进措施在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置．
4．（1）①NaOH溶液   ②铜   ③HCl   ④CO2    ⑤酒精   ⑥熔融氯化钠  ⑦蔗糖
属于电解质的是③⑥；属于非电解质的是④⑤⑦．
（2）等物质的量的H2和CO2原子个数比为2：3，质量比为1：22．
5．1mol分子式为C7H12O4的酯在氢氧化钠溶液、加热条件下完全水解生成1mol羧酸钠和2mol甲醇，则符合该条件的酯的结构有（　　）
A．4种B．5种C．6种D．7种

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