Question

过氧化镁(MgO₂)不溶于水，与酸反应生成H₂O₂，在医学上可作解酸剂。常温下MgO₂较稳定，加热时会分解生成O₂和MgO。MgO与H₂O₂反应可制得MgO₂，同时放出大量热。一种制备MgO₂的流程如图所示：

请回答下列问题：

(1)煅烧Mg₂(OH)₂CO₃的化学反应方程式为_______________________；检验Mg₂(OH)₂CO₃已分解完全的方法是______________________________。(写出实验操作和现象)

(2)上述制备过程中加入稳定剂的作用是___________；操作a为_____________。

MgO₂产品中常会混有少量MgO，实验室可通过多种方案测定样品中MgO₂的含量。某研究小组拟用下图装置测定样品(含MgO杂质)中MgO₂的含量。

(3)研究小组的实验原理是(用化学方程式表示)①___________________________；

②2H₂O₂ → 2H₂O +O₂↑，稀盐酸中加入少量FeCl₃溶液的作用是_______________。

(4)实验中使用恒压分液漏斗的优点是：使分液漏斗中的溶液顺利滴下、___________。

(5)反应结束后，先_________________，然后__________________，最后平视刻度线读数并记录。

(6)该小组记录的实验数据如下，样品的质量为m g；反应开始前量气管的读数为a mL；反应结束后量气管的读数为b mL，则样品中过氧化镁的质量分数为______(该实验条件下O₂密度为ρ g∙L^-1)。

Answer

Mg2(OH)2CO3 2MgO + CO2 ↑ +H2O 取少量煅烧后的固体，滴入稀盐酸，无气泡产生 防止过氧化氢受热分解或防止过氧化镁受热分解 过滤、(洗涤)、干燥 和 催化剂(或催化H2O2的分解) 消除滴入溶液的体积对所测气体体积的影响 恢复至室温 移动右侧刻度管直到两侧液面相平

【解析】

制备过氧化镁时，首先将Mg2(OH)2CO3煅烧，使其转化为MgO；再利用MgO和H2O2反应，由于该反应放出大量的热，而H2O2和MgO2受热都易分解，所以需要加稳定剂，避免二者分解对制备产生不利；制备出的MgO2不溶于水，再将其从悬浊液中过滤，并洗涤干燥即可。在测定MgO2含量时，利用MgO2与酸反应生成H2O2，将其转化为H2O2后，再经Fe3+催化分解产生O2；通过量取氧气的体积，再计算出氧气的量，进而就可确定MgO2的量，样品中的MgO2的含量进一步即可计算出。

(1) Mg2(OH)2CO3煅烧的方程式为Mg2(OH)2CO3 2MgO + CO2 ↑ +H2O；检验Mg2(OH)2CO3是否分解完全，只需验证固体中是否含有即可，所以可取少量煅烧后的固体，滴入稀盐酸后无气泡生成， Mg2(OH)2CO3已经分解完全；

(2)由于MgO和H2O2反应制备MgO2的过程中放出大量的热，为了避免H2O2和MgO2分解对制备不利，则需要加入稳定剂；从悬浊液中获得不溶于水的纯净的MgO2固体，需要过滤，洗涤以及干燥；

(3)①由题可知，研究小组测定样品中MgO2含量的原理为：和；

②通过分析可知，FeCl3的作用是催化H2O2分解；

(4)在测定样品中MgO2含量的实验中，由于要准确测量产生的O2的体积，因此使用恒压分液漏斗还可以消除滴入溶液对所测气体体积的影响；

(5)反应过程中会涉及热量的变化，因此反应后气体的温度会与室温不同，为了准确测量氧气的体积，要先等装置恢复至室温后，再通过移动右侧量气管使两侧液面相平从而确定氧气的体积；

(6)由题可知，氧气的体积为(b-a)mL，因此生成氧气的物质的量为mol，那么样品中MgO2的物质的量即为mol，质量分数为。