Question

（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）。

Answer

（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）

考点：本题考查化学流程的分析、化学方程式的书写、洗涤方法、化学计算。