Question

8．碳酸鎂晶須（MgCO₃•nH₂O，n=1～5的整數(shù)）廣泛應(yīng)用于冶金、耐火材料及化工產(chǎn)品等領(lǐng)域．為測定碳酸鎂晶須中n的值，學(xué)習(xí)小組設(shè)計了如下裝置并進(jìn)行了3次實驗：（不考慮稀鹽酸揮發(fā)）
【查閱資料】：
a、碳酸鎂晶須受熱分解，生成3種氧化物；
b、相對分子質(zhì)量：[Mr（MgCO₃）：84、Mr（H₂O）：18、Mr（MgO）：40、Mr（CO₂）：44]

【實驗步驟】
①檢查氣密性；
②準(zhǔn)確稱取3.45g MgCO₃•nH₂O放在B裝置中，連接儀器；
③打開彈簧夾a，鼓入一段時間空氣，稱量C裝置的質(zhì)量；
④關(guān)閉彈簧夾a，打開分液漏斗活塞，緩緩滴入稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣體為止；
⑤打開彈簧夾a，緩緩鼓入空氣；

編  號	1	2	3
實驗前	228.00	228.00	228.00
實驗后	229.10	229.11	229.09

⑥準(zhǔn)確稱量C裝置的質(zhì)量（如右表）；
⑦重復(fù)上述步驟；
⑧根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算．
【實驗分析及數(shù)據(jù)處理】
（1）A裝置中盛放的溶液是NaOH（濃）溶液，其目的是吸收鼓入空氣中的二氧化碳；
（2）D裝置的作用是防止空氣中的CO₂進(jìn)入C裝置，造成誤差；
（3）計算碳酸鎂晶須中的n值：（要有計算過程）
【實驗反思】
（4）實驗結(jié)果與理論值有偏差，可以在B、C增加一個除去氯化氫氣體的裝置以減少誤差；
（5）下列選項中，會造成實驗結(jié)果偏大的是②③④；偏小的是①；
①反應(yīng)結(jié)束后，沒有通空氣；           ②稱量C裝置前，沒有通空氣；
③沒有A裝置；                        ④沒有D裝置；
（6）為精確測定n的值，在老師指導(dǎo)下，小組同學(xué)稱取13.8g MgCO₃•nH₂O進(jìn)行熱重分析，并繪制出如圖2所示的熱重曲線示意圖．則：
①t₂℃時，剩余固體為MgCO₃•H₂O（填化學(xué)式）；
②最終剩余的4.0g物質(zhì)是MgO（填化學(xué)式）；
③碳酸鎂晶須完全分解的化學(xué)方程式為：MgCO₃•3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+3H₂O+CO₂↑．

Answer 1

分析 通過實驗裝置和實驗分析可知：第一步驟首先是檢查裝置的氣密性，這是保證實驗成功的關(guān)鍵；第⑤步中，打開彈簧夾a，緩緩鼓入空氣，是為了把整個裝置中的二氧化碳排出去；A裝置中盛放的溶液是NaOH（濃）溶液，是用來吸收鼓入空氣中的二氧化碳，可以減少誤差；D裝置的作用是：防止空氣中的CO₂進(jìn)入C裝置，造成誤差．實驗結(jié)果與理論值有偏差，可以在B、C增加一個除去氯化氫氣體的裝置以減少誤差；會造成實驗結(jié)果偏大的是：稱量C裝置前，沒有通空氣，沒有A裝置，沒有D裝置；偏小的是：反應(yīng)結(jié)束后，沒有通空氣；根據(jù)圖象分析晶體分解過程及產(chǎn)物．

解答 解：【實驗步驟】第一步驟首先是檢查裝置的氣密性，這是保證實驗成功的關(guān)鍵；第⑤步中，打開彈簧夾a，緩緩鼓入空氣，是為了把整個裝置中的二氧化碳排出去；故答案為：①檢查氣密性；⑤緩緩鼓入空氣
【實驗分析及數(shù)據(jù)處理】
（1）A裝置中盛放的溶液是NaOH（濃）溶液，是用來吸收鼓入空氣中的二氧化碳，可以減少誤差，故答案為：NaOH（濃）溶液；吸收鼓入空氣中的二氧化碳
（2）D裝置的作用是：防止空氣中的CO₂進(jìn)入C裝置，造成誤差，故答案為：防止空氣中的CO₂進(jìn)入C裝置，造成誤差
（3）3次實驗C裝置平均增重$\frac{1.1g+1.11g+1.09g}{3}$=1.1g
MgCO₃•nH₂O～CO₂
84+18n      44
3.45g       1.1g  
$\frac{84+18n}{3.45g}=\frac{44}{1.1g}$ 
n=3；
故答案為：3；
（4）實驗結(jié)果與理論值有偏差，可以在B、C增加一個除去氯化氫氣體的裝置以減少誤差；故答案為：除去氯化氫氣體的；
（5）會造成實驗結(jié)果偏大的是：稱量C裝置前，沒有通空氣，沒有A裝置，沒有D裝置；偏小的是：反應(yīng)結(jié)束后，沒有通空氣；故答案為：②③④；①；
（6）①由第（2）問計算可知該晶體的化學(xué)式為MgCO₃•3H₂O，由圖象可知該晶體分解過程先分解生成水，當(dāng)結(jié)晶水全部失去后碳酸鎂分解生成氧化鎂和水，設(shè)t₂℃時，剩余固體化學(xué)式為MgCO₃•xH₂O，則此時分解的化學(xué)方程式為
MgCO₃•3H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCO₃•xH₂O+（3-x）H₂O
138           84+x×18
13.8g         10.2g
$\frac{138}{13.8g}$=$\frac{84+18x}{10.2g}$
x=1
故此時物質(zhì)的化學(xué)式為MgCO₃•H₂O
②根據(jù)分解過程可知最終分解過程是碳酸鎂完全分解生成氧化鎂和水，因此最終固體是氧化鎂，化學(xué)式為MgO
③MgCO₃•nH₂O完全分解的化學(xué)方程式為MgCO₃•3H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+3H₂O+CO₂↑．
故答案為：①M(fèi)gCO₃•H₂O；②MgO；③MgCO₃•3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+3H₂O+CO₂↑；

點評 本考點既考查了實驗步驟的設(shè)計，又考查了化學(xué)方程式的書寫和有關(guān)的計算等，還對實驗進(jìn)行了評價，綜合性比較強(qiáng)．實驗探究題是近幾年中考的熱點之一，它包括實驗方法和過程的探究，實驗結(jié)論和實驗規(guī)律的探究等．本題通過實驗資料和實驗分析，得到了正確的結(jié)論，屬于結(jié)論性探究．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握．