Question

一種含有結(jié)晶水的化合物A，能作為新型化學(xué)冷卻降溫材料．實驗室在Mg（HCO₃）₂溶液中通入熱的水蒸氣，Mg（HCO₃）₂溶液經(jīng)受熱分解、沉淀轉(zhuǎn)化等一系列反應(yīng)，再經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到化合物A．
（1）化合物A能作為化學(xué)冷卻降溫材料，說明其分解是

 

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（2）對化合物A的成分做如下定性實驗：取少量化合物A樣品于試管中加熱，將生成的所有氣體依次通過無水CuSO₄和澄清石灰水．試回答：
①無水CuSO₄變藍(lán)，可證明化合物A中除可能含

 

，還可能含有

 

．
②澄清石灰水變渾濁，可證明化合物A的分解產(chǎn)物中含有

 

．
（3）化合物A的組成可初步確定為Mg_x（CO₃）_y（OH）_z?nH₂O，為進一步確定該化合物A的成分，進行了如下定量研究：取4.84g化合物A加熱分解，第一階段為脫去全部結(jié)晶水，第二階段最終剩余2.00g MgO固體．加熱過程中，固體質(zhì)量隨溫度的變化如圖所示．請通過計算確定化合物A的化學(xué)式（寫出計算過程）．

Answer 1

考點：化學(xué)方程式的有關(guān)計算,反應(yīng)熱和焓變,鎂、鋁的重要化合物

專題：計算題

分析：（1）化合物A能作為化學(xué)冷卻降溫材料，說明分解時吸收熱量；
（2）①無水CuSO₄變藍(lán)，說明生成水，可推知，化合物A可能可以結(jié)晶水或氫氧化鎂；
②澄清石灰水變渾濁，說明生成二氧化碳?xì)怏w；
（3）第一階段為脫去全部結(jié)晶水，其質(zhì)量為4.84g-3.94g，第二階段生成CO₂和H₂O的總質(zhì)量=3.94g-2.00g=1.94g，剩余2g為MgO，計算結(jié)晶水、MgO的物質(zhì)的量，設(shè)CO₃^2-和OH^-的物質(zhì)的量分別為a和b，根據(jù)生成二氧化碳、水的總質(zhì)量及化合價規(guī)則列方程，進而確定化學(xué)式．

解答： 解：（1）化合物A能作為化學(xué)冷卻降溫材料，說明分解時吸收熱量，故答案為：吸熱；
（2）①無水CuSO₄變藍(lán)，說明生成水，則A中含有結(jié)晶水或含有氫氧化鎂，故答案為：結(jié)晶水；氫氧化鎂；
②澄清石灰水變渾濁，說明生成二氧化碳?xì)怏w，故答案為：CO₂；
（3）n（H₂O）=

4.84g-3.94g

18g/mol

=0.05mol，
n（Mg²⁺）=n（MgO）=

2.00g

40g/mol

=0.05mol，
由圖可得，CO₂和H₂O的總質(zhì)量=3.94g-2.00g=1.94g；
又根據(jù)A的化學(xué)式Mg_x（CO₃）_y（OH）_z?nH₂O，由化合價代數(shù)和為0得：2×x+（-2）×y+（-1）×z=0，即2y+z=2x，
設(shè)CO₃^2-和OH^-的物質(zhì)的量分別為a和b，則：

44a+9b=3.94-2 2a+b=0.05×2

，解得a=0.04，b=0.02，
則n（Mg²⁺）：n（CO₃^2-）：n（OH^-）：n（H₂O）=5：4：2：5，
故其化學(xué)式為Mg₅（CO₃）₄（OH）₂?5H₂O，
故答案為：Mg₅（CO₃）₄（OH）₂?5H₂O．

點評：本題考查物質(zhì)的含量和組成的測定，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實驗?zāi)芰�和計算能力的考查，為高考常見題型，明確各階段發(fā)生的反應(yīng)，結(jié)合質(zhì)量的變化解答該題，難度中等．