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某研究性学习小组为确定某碱式碳酸镁样品的组成,设计出了下图所示的实验装置(图中A至D的部分).[已知碱式碳酸镁Mgx(OH)y(CO3)z(x,y,z为正整数)受热易分解,类似碱式碳酸铜,

题目详情
某研究性学习小组为确定某碱式碳酸镁样品的组成,设计出了下图所示的实验装置(图中A至D的部分).[已知碱式碳酸镁Mgx(OH)y(CO3z(x,y,z为正整数)受热易分解,类似碱式碳酸铜,Cu2(OH)2CO3═2CuO+CO2↑+H2O]
(1)按上图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后,应首先进行的操作是______;A处干燥管盛放的药品是碱石灰(CaO与NaOH的固体混合物),其作用是______.
(2)老师在审阅方案后指出应该在E处再增加一套装置,你认为所加药品和仪器分别是______、______,其作用是:______,若没有此装置,测得二氧化碳的质量______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”).
(3)取22,6g该样品放在研钵中研成粉末放于硬质玻璃管中,研碎的目的是______.
(4)加热前先打开活塞K1,K2,关闭K3,缓缓鼓入空气数分钟,其通空气目的是_______;
(5)待B装置中的反应完全后,打开K1,再缓缓鼓入空气数分钟,其通空气目的是______.
(6)实验测得数据如下:
反应前 反应后
C装置及药品总质量:87,6g C装置及药品总质量:89,4g
D装置及药品总质量:74,7g D装置及药品总质量:83,5g
从上面表格中得出生成的水质量______g,生成的二氧化碳质量______g,请通过计算推导出该碱式碳酸镁的化学式______(写出计算过程),计算过程:
该碱式碳酸镁受热分解的化学方程式为
Mg3(OH)2(CO32
  △  
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3MgO+2CO2↑+H2O
Mg3(OH)2(CO32
  △  
.
 
3MgO+2CO2↑+H2O

▼优质解答
答案和解析

(1)根据实验操作的基本要求,组装好实验装置后,应首先进行装置气密性的检查,防止因装置漏气而造成实验出现意外;氧化钙、氢氧化钠能吸收空气中的水,同时氢氧化钠还能吸收空气中的二氧化碳;
(2)为防止空气中的二氧化碳和水蒸气被装置D中碱石灰吸收,对测定结果造成影响,应该在E处再增加一套装置,该装置可为盛有碱石灰的干燥管;若不进行这样的处理,就会由于装置D中碱石灰吸收空气中水和二氧化碳而使增加量偏大;
(3)样品放在研钵中研成粉末放于硬质玻璃管中,可以增大样品的受热面积,使样品充分反应;
(4)加热前先打开活塞K1,K2,关闭K3,缓缓鼓入空气数分钟,使用通过碱石灰处理后的空气把装置内的空气从K2排出,以免空气中二氧化碳影响结果;
(5)待B装置中的反应完全后,打开K1,再缓缓鼓入空气数分钟,利用除去二氧化碳、水的空气把受热分解产生的残留于装置内气体全部排出而被C、D充分吸收;
(6)装置C质量增加量即出生成的水质量=89.4g-87.6g=1.8g;装置D质量增加量即生成的二氧化碳质量=83.5g-74.7g=8.8g;通过计算,可得知碱式碳酸镁中镁离子、氢氧根离子、碳酸根离子的个数比为,可判断该碱式碳酸镁的化学式为Mg3(OH)2(CO32,受热分解的化学方程式为Mg3(OH)2(CO32
  △  
.
 
3MgO+2CO2↑+H2O.
计算过程:
H2O~2OH-    CO2 ~CO32-
18   34     44    60
1.8g 3.4g  8.8g   12g
所取碱式碳酸镁样品中Mg元素的质量=22.6g-3.4g-12g=7.2g
碱式碳酸镁中三种离子的个数比n(Mg2+):n(OH-):n(CO32-)=3:2:2,故碱式碳酸镁的化学式为Mg3(OH)2(CO32
故答案为:
(1)检查装置气密性;吸收空气中的二氧化碳和水蒸气(不全不给分);
(2)碱石灰;干燥管(或球型干燥管、U型干燥管);防止空气中的二氧化碳和水蒸气对测定结果造成影响;偏大;
(3)使药品充分反应;
(4)排除装置内的空气,以免影响结果;
(5)使残留在装置内的气体被C、D充分吸收;
(6)1.8;8.8;Mg3(OH)2(CO32;Mg3(OH)2(CO32
  △  
.
 
3MgO+2CO2↑+H2O;
计算过程:
H2O~2OH-     CO2 ~CO32-
18   34      44     60
1.8g 3.4g   8.8g    12g
所取碱式碳酸镁样品中Mg元素的质量=22.6g-3.4g-12g=7.2g
碱式碳酸镁中三种离子的个数比n(Mg2+):n(OH-):n(CO32-)=3:2:2,故碱式碳酸镁的化学式为Mg3(OH)2(CO32
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