Question

碳酸鎂晶須是一種新型的吸波隱形材料中的增強材料。

(1)合成該物質(zhì)的步驟如下：

步驟1：配制0.5 mol·L－1 MgSO4溶液和0.5 mol·L－1 NH4HCO3溶液。

步驟2：用量筒量取500 mL NH4HCO3溶液于1 000 mL四口燒瓶中，開啟攪拌器，溫度控制在50 ℃。

步驟3：將250 mL MgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中，1 min內(nèi)滴加完后，用氨水調(diào)節(jié)溶液pH到9.5。

步驟4：放置1 h后，過濾，洗滌。

步驟5：在40 ℃的真空干燥箱中干燥10 h，得碳酸鎂晶須產(chǎn)品(MgCO3·nH2O　n＝1～5)。

回答下列問題：

①步驟3中加氨水后的離子方程式_______________________________________。

②步驟4為加快過濾速度，常用________________________________________(填過濾方法)。

(2)測定合成的MgCO3·nH2O中的n值。

稱量1.000 g碳酸鎂晶須，放入右圖所示的廣口瓶中，加入適量水，滴入稀硫酸與晶須反應(yīng)，生成的CO2被NaOH溶液吸收，在室溫下反應(yīng)4～5 h，反應(yīng)后期將溫度升到30 ℃，最后的燒杯中的溶液用已知濃度的鹽酸滴定，測得CO2的總量；重復(fù)上述操作2次。

①圖中氣球的作用是________________________________________________________；

②上述反應(yīng)后期要升溫到30 ℃，主要目的是_______________________________________；

③設(shè)3次實驗測得每1.000 g碳酸鎂晶須產(chǎn)生的CO2平均值為a mol，則n值為________________________(用含a的表達(dá)式表示)。

(3)稱取100 g上述晶須產(chǎn)品進(jìn)行熱重分析，熱重曲線如下圖。則該條件下合成的晶須中，n＝____________(選填：1、2、3、4、5)。

Answer 1

答案　(1)①Mg2＋＋NH3·H2O＋HCO===MgCO3↓＋NH＋H2O�、跍p壓過濾(或抽濾)

(2)①暫時儲存CO2，有利于CO2被NaOH溶液吸收，且能保持裝置中壓強相對穩(wěn)定�、谏�高溫度氣體的溶解度減小，使溶解在水中的CO2逸出，便于吸收完全

③(1－84a)/18a

(3)1

解析　(1)①加入氨水促進(jìn)HCO的電離，適當(dāng)增大CO的濃度。②加快過濾的方法只能是減壓過濾。

(2)①開始產(chǎn)生的CO2速率大于NaOH溶液吸收CO2的速率，氣球逐漸脹大，暫時儲存CO2，避免產(chǎn)生的CO2使內(nèi)部壓強過大，造成氣體泄漏；后期CO2被NaOH吸收時，氣球逐漸變小；②使溶解在水中的CO2逸出，便于吸收完全；

③找出關(guān)系：MgCO3·nH2O～CO2

  84＋18n  1

  1.000  a

得n＝(1.000－84a)/18a

(3)從圖中看，剩余質(zhì)量為82.3 g時，減少的質(zhì)量為失去的結(jié)晶水的質(zhì)量；剩余39.5 g時，減少的質(zhì)量為分解出的CO2的質(zhì)量，列式：100 g×18n/(84＋18n)＝100 g－82.3 g，得n＝1。