Question

【题目】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3.000gMgSO4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_____；B_____。配制溶液过程中定容后的“摇匀”的实验操作为______。

（2）检验碳酸镁晶体是否洗干净的方法是_________。

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_____（按气流方向，用接口字母abcde表示），其中Ⅱ装置的作用是_____。

（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______。

（5）若要准确测定n值，至少需要下列所给数据中的_____（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=______。

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

【答案】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 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 a→e、d→b 吸收CO2以便测定样品中碳元素的含量 将分解生成的气体全部带入装置B或C中，使其完全吸收，并防止倒吸 a、b(或a、c或b、c) n=22(m1—m2)/9m2[或n=22m3/9(m1—m3)或n=22m3/9m2]

【解析】

（1）实验仪器A为称量MgSO4的仪器，所以名称为电子天平；仪器B是配置250mL溶液的仪器，所以B为250moL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。

答案：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）检验碳酸镁晶须是否洗干净的方法是检验反应物的硫酸根是否存在，如果不存在硫酸根，说明沉淀洗涤干净，具体的方法是：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，若不产生白色沉淀，则说明沉淀已洗干净。

（3）高温加热MgCO3·nH2O，产生CO2和H2O；反应方程式为：MgCO3·nH2OCO2和H2O，通过测定CO2和H2O的质量，就可以测出 MgCO3·nH2O结晶水的含量，装置D用于吸收测量H2O，装置C用于吸收测量CO2。所以正确的连接顺序为a→e、d→b。使MgCO3·nH2O完全分解需要高温，所以装置B的作用为冷却分解产生的高温气体。装置C用于吸收测量CO2。

答案：a→e、d→b ；吸收CO2以便测定样品中碳元素的含量 。

（4）通入N2，一方面为了将分解生成的气体全部带入装置C或D中，使其完全吸收；另一方面，在反应结束后，高温气体冷却，体积收缩，装置C和D的液体可能会发生倒吸，反应结束后继续通入N2可以防止倒吸。将分解生成的气体全部带入装置B或C中，使其完全吸收，并防止倒吸

（5）B装置中无残留物表明气体全部进入装置C和D，如想准确测定值，则需要知道三个质量差中的两个。所以要知道a、b（或a、c或b、c）。计算过程如下：

MgCO3·nH2O CO2+ nH2O + MgO 固体质量减轻

100+18n 44 18n 44+18n

m2 m3 m1

由此44/18n=m2/m3，解得n=22m3/9m2，又有m1=m2+m3，通过转换，可以得到n=22(m1—m2)/9m2[或n=22m3/9(m1—m3)或n=22m3/9m2]。

答案：a、b(或a、c或b、c) ； n=22(m1—m2)/9m2[或n=22m3/9(m1—m3)或n=22m3/9m2]。