题目

题型：不详难度：来源：

（12分）碱式碳酸镁[一般以xMgCO₃•yMg(OH)₂•zH₂O表示]密度小，几乎不溶于水，但在水中引起轻微的碱性反应。不溶于乙醇，常温下不会分解，是橡胶制品的优良填料。工艺流程如下图：

（1）回答下列问题：
①生石灰是以石灰石与焦炭混合煅烧生成，焦炭的作用是：                  。
②氢氧化镁浆液与CO₂反应的化学方程式为：
                                    。
③碱式碳酸镁用乙醇洗涤的目的是：                             。
（2）已知：碱式碳酸镁分解反应方程式为：
xMgCO₃•yMg(OH)₂•zH₂O （x+y）MgO+xCO₂↑+（y+z）H₂O
某同学将46.6g碱式碳酸镁样品置于硬质玻璃管中充分灼烧至恒重，残留固体质量为20.0g，将产生的气体先通过足量的浓硫酸，再通过足量的碱石灰，碱石灰质量增重17.6g。根据实验测定的数据，确定碱式碳酸镁[xMgCO₃·yMg(OH)₂•zH₂O]的化学式（要求写出计算过程）。

答案

（1）①作燃料、提供能量              （2分）
② Mg(OH)₂+2CO₂ = Mg(HCO₃)₂     （2分）
③除去表面杂质、减少固体的损耗  （2分）
（2）由题意得：
n(Mg²⁺)=20.0g/40g·mol^-1=0.5mol   （1分）
n(CO₂)=17.6g/44g·mol^-1= 0.4mol   （1分）
据元素守恒得：
m(MgCO₃)=0.4mol×84g·mol^-1=33.6g（1分）
m［Mg(OH)₂］=(0.5mol-0.4mol)=5.8g（1分）
n(H₂O)=44.6g-33.6g-5.8g/18g·mol^-1=0.4mol（1分）
x:y:z=4:1:4
则碱式碳酸镁的化学式为：4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O（1分）（其它过程合理也给分）

解析

试题分析：（1）①CaCO₃高温分解生成CaO和CO₂，所以焦炭的作用是：作燃料、提供能量。
②根据流程图，CO₂与Mg(OH)₂反应后的产物经压滤得到Mg(HCO₃)₂，所以CO₂与Mg(OH)₂反应的化学方程式为：Mg(OH)₂+2CO₂ = Mg(HCO₃)₂
③因为碱式碳酸镁在水中引起轻微的碱性反应，不溶于乙醇，所以用乙醇洗涤可以除去表面杂质、减少固体的损耗。
（2）残留固体为CaO，碱石灰吸收CO₂，质量增加量为CO₂的质量，可得：
n(Mg²⁺)=20.0g/40g·mol^-1=0.5mol   （1分）
n(CO₂)=17.6g/44g·mol^-1= 0.4mol   （1分）
据元素守恒得：
m(MgCO₃)=0.4mol×84g·mol^-1=33.6g（1分）
m［Mg(OH)₂］=(0.5mol-0.4mol)=5.8g（1分）
n(H₂O)=44.6g-33.6g-5.8g/18g·mol^-1=0.4mol（1分）
x:y:z=4:1:4
则碱式碳酸镁的化学式为：4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O（1分）