题目

硫酸镁在医疗上具有镇静、抗挛等功效．以菱镁矿（主要成分是MgCO3）为主要原料制备硫酸镁的方法如下： 请回答下列问题： （1）步骤②中发生反应的离子方程式为　　． （2）步骤④中调节pH=6.0～6.5的目的是　　． （3）对MgSO4•7H2O晶体直接加热　　（填“能”或“不能”）得到无水MgSO4固体． （4）步骤⑤的操作为　　 （5）长时间加热MgCO3悬浊液后生成Mg（OH）2，该反应的化学方程式为　　 （6）已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如表所示： pH ＜8.0 8.0～9.6 ＞9.6 颜色 黄色 绿色 蓝色 25℃时，向Mg（OH）2的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液所呈现的颜色为　　． （7）药品A是中和胃酸的常用药物，其有效成分是铝和镁的碱式碳酸盐．现进行如下实验确定其化学式： 实验一：取该碱式碳酸盐3.01g充分灼烧至恒重，测得固体质量减少了1.30g； 实验二：另取该碱式碳酸盐3.01g使其溶于足量的盐酸中，产生CO2的体积为112mL（标准状况）； 实验三：向实验二的溶液中加入足量的NaOH溶液得到1.74g白色沉淀． 该药品的化学式为　　． 答案：考点：  制备实验方案的设计；物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用． 专题：  实验设计题． 分析：  （1）步骤②中发生反应的为硫酸铵和氧化镁反应生成氨气、硫酸镁和水； （2）步骤④中将硫酸镁溶液蒸发、结晶时，调节pH为弱酸性，抑制镁离子的水解； （3）将MgSO4•7H2O晶体直接加热，硫酸镁较稳定，结晶水脱去，硫酸镁可以稳定存在． （4）根据温度较高时会导致MgSO4•7H2O中的结晶水失去分析操作方法； （5）碳酸镁的溶解度小于氢氧化镁，长时间加热MgCO3悬浊液后生成Mg（OH）2和二氧化碳气体； （6）Mg（OH）2的饱和溶液中的溶度积计算饱和溶液中的氢氧根离子浓度，结合水溶液中离子积计算氢离子浓度计算pH，然后结合表中数据判断溶液所呈现的颜色； （7）实验一中减少的是二氧化碳气体和水蒸气的质量，灼烧得到固体为氧化铝和氧化镁的混合物； 实验二中生CO2的体积为112mL（标准状况），可以计算碳酸根离子的物质的量； 实验三中的1.74g白色沉淀为氢氧化镁沉淀，据此可计算出镁离子的物质的量，然后结合实验计算出3.01g该碱式盐中铝离子的物质的量； 再根据电荷守恒计算出碱式盐中含有的氢氧根离子的物质的量，最后根据质量守恒定律计算出碱式盐中含有水的物质的量，从而得出该碱式盐的化学式． 解答：  解：（1）步骤②中发生反应的为硫酸铵和氧化镁反应生成氨气、硫酸镁和水，反应的离子方程式为 2NH4++MgOMg2++2NH3↑+H2O， 故答案为：2NH4++MgOMg2++2NH3↑+H2O； （2）步骤④中将硫酸镁溶液蒸发、结晶时，为了抑制镁离子的水解，调节pH为弱酸性，使镁离子的水解平衡逆向移动，得到纯净的硫酸镁晶体， 故答案为：抑制Mg2+水解，以便得到较纯的产品； （3）将MgSO4•7H2O晶体直接加热会造成结晶水脱去，硫酸镁较稳定，可以稳定存在， 故答案为：能； （4）MgSO4•7H2O在加热条件下容易失去结晶水，无法得到纯净的MgSO4•7H2O，所以从硫酸镁溶液中获得MgSO4•7H2O的方法为蒸发浓缩、冷却结晶， 故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶； （5）长时间加热MgCO3悬浊液后生成Mg（OH）2，实现了难溶物的转化，反应的化学方程式为：MgCO3+H2OMg（OH）2+CO2↑， 故答案为：MgCO3+H2OMg（OH）2+CO2↑； （6）25℃时，Mg（OH）2的溶度积Ksp=5.6×10﹣12，根据反应Mg（OH）2（s）⇌Mg2++2OH﹣可得：c（Mg2+）c2（OH﹣）=5.6×10﹣12， 设c（OH﹣）=2c（Mg2+）=x，则：0.5x×x2=5.6×10﹣12， 解得：x=2.24×10﹣4mol/L， c（H+）=mol/L=4.5×10﹣11mol/L， 溶液的pH=10.4＞9.6，所以溶液呈蓝色， 故答案为：蓝色； （7）实验一：取该碱式盐3.01g充分灼烧至恒重，测得固体质量减少了1.30g：减少的是二氧化碳气体和水蒸气的质量，灼烧得到固体为氧化铝和氧化镁的混合物； 实验二：再取该碱式盐3.01g使其溶于足量的盐酸中，产生CO2的体积为112mL（标准状况），可以计算碳元素物质的量； 实验三：向实验二的溶液中加入足量的NaOH溶液得到1.74g白色沉淀，此1.74g白色沉淀为氢氧化镁沉淀； 生成标况下112mL二氧化碳的物质的量为：n（CO2）==0.005mol， 3.01g碱式碳酸盐中，含：n（Mg2+）=n==0.03mol， Al2O3和MgO质量为：3.01g﹣1.30g=1.71g，依据元素守恒计算得到：n（Al2O3）==0.005mol， 3.01g该碱式盐中含有碳酸根离子的物质的量为：n（CO32﹣）=n（CO2）=0.005mol， 根据电荷守恒可得：n（OH﹣）=2n（Mg2+）+3n（Al3+）﹣2n（CO32﹣）=0.03mol×2+0.005mol×2×3﹣0.005mol×2=0.08mol， 3.01g碱式盐中含有的结晶水的物质的量为：n（H2O）==0.02mol， 所以：n（Al3+）：n（Mg2+）：n（OH﹣）：n（CO32﹣）：n（H2O）=0.01mol：0.03mol：0.08mol：0.005mol：0.02mol=2：6：16：1：4， 即碱式碳酸盐的化学式为：Al2Mg6（OH）16CO3•4H2O， 故答案为：Al2Mg6（OH）16CO3•4H2O． 点评：  本题考查了硫酸钡的制备方法、复杂化学式的计算、化学实验操作方法的综合应用等知识，难度中等，试题涉及的知识点较多，全面考查了学生的分析、理解能力，（7）为难点、易错点，正确分析题中数据为解答关键，此小题充分考查了学生的化学计算能力．

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