Question

【題目】我國是鎂資源最為豐富的國家之一．

(1)將1mol鎂鋁合金(Mg17Al12)完全溶解于12L 6mol/L的鹽酸中，放出氫氣______mol，為使反應后溶液中的Mg2+、Al3+完全沉淀，需加入10mol/L的氨水至少______L。

(2)灼燒堿式碳酸鎂可得到MgO．取堿式碳酸鎂4.66g，灼燒至恒重，得到2g固體和1.76g CO2，某學生為確定堿式碳酸鎂的化學式列了以下聯(lián)立方程：

24+17x+60y+18z=4.66÷()…①

2﹣x﹣2y=0…②

()×(0.5x+z)×18=4.66﹣2﹣1.76…③

(a)①式表達的是求算堿式碳酸鎂摩爾質量的關系式，則②式表達的是_______________；

(b)以上關系式是正確的，據此可求出該堿式碳酸鎂的化學式為________________________________。

(3)氧化鎂可用于煙氣脫硫，反應原理為：

MgO+H2O=Mg(OH)2 Mg(OH)2+SO2=MgSO3+H2O

MgSO3+H2O+SO2=Mg(HSO3)2 2MgSO3+O2=2MgSO4

某小組模擬脫硫過程如下(實驗在25℃進行)：將MgO加入水中，不斷攪拌，通入SO2和空氣，得到550g濾液和若干克濾渣．取55g濾液依次加入足量的鹽酸和BaCl2溶液，得到0.897g白色沉淀；另取55g濾液加入足量氯水和BaCl2混合溶液，得到1.992g白色沉淀．分析知濾渣中含MgSO3 16.82g(其它成分不含硫元素)。

①該實驗過程中吸收的SO2的物質的量為________mol；消耗氧氣的物質的量為_______mol。

②Mg(HSO3)2易溶于水；25℃溶解度，MgSO4：33.7g/100g水；MgSO3：0.652g/100g水．試通過計算確定550g濾液中鎂鹽的成分及物質的量(寫出計算過程)___________________________。

Answer 1

【答案】35 7.2 電荷平衡(或化合物化合價代數和為零) Mg(OH)24MgCO34H2O或Mg5(OH)2(CO3)44H2O或Mg(OH)0.4(CO3)0.80.8H2O 0.247 0.0192 550g濾液中鎂鹽的成分為Mg(HSO3)2，物質的量為0.00635mol

【解析】

(1)n(HCl)=12L×6mol/L=72mol，Mg～2HCl、Al～3HCl，以此計算生成的氫氣；酸堿恰好中和時Mg2+、Al3+完全沉淀；

(2)(a)②式與化合物中正負化合價代數和為0有關；

(b)以上關系式是正確的，聯(lián)立方程計算x、y、z，可得堿式碳酸鎂的化學式；

(3)0.897g白色沉淀為硫酸鋇；另取55g濾液加入足量氯水和BaCl2混合溶液，得到1.992g白色沉淀為硫酸鋇，濾渣中含MgSO316.82g，結合硫原子守恒計算二氧化硫的物質的量，結合電子守恒計算氧氣的量；確定550g濾液中鎂鹽的成分為Mg(HSO3)2，結合上述反應及守恒計算。

(1)n(HCl)=12L×6mol/L=72mol，Mg～2HCl、Al～3HCl，1mol鎂鋁合金(Mg17Al12)消耗HCl為17mol×2+12mol×3=70，生成的氫氣為=35mol；酸堿恰好中和時Mg2+、Al3+完全沉淀，則需加入10mol/L的氨水至少=7.2L；

(2)(a)②式與化合物中正負化合價代數和為0有關，即2﹣x﹣2y=0表達的是電荷平衡(或化合物化合價代數和為零)；

(b)24+17x+60y+18z=4.66÷①，2﹣x﹣2y=0 ②，×(0.5x+z)×18=4.66﹣2﹣1.76③，x表示OH﹣個數，y表示碳酸根離子個數，z表示水分子個數，以上關系式是正確的，聯(lián)立方程可得Mg、x、y、z的個數比為5：2：4：4，所以堿式碳酸鎂的化學式為Mg(OH)24MgCO34H2O 或Mg5(OH)2(CO3)44H2O或Mg(OH)0.4(CO3)0.80.8H2O；

(3)0.897g白色沉淀為硫酸鋇；通入SO2和空氣，得到550g濾液，另取55g濾液加入足量氯水和BaCl2混合溶液，得到1.992g白色沉淀為硫酸鋇，濾渣中含MgSO3 16.82g，

①由S原子守恒可知，n(SO2)= +=0.247mol，由生成0.897g沉淀時電子守恒可知n(O2)= =0.0192 mol；

②MgSO3不溶于水，硫酸根離子轉化為沉淀，則550g濾液中鎂鹽的成分為Mg(HSO3)2，

n(BaSO4)= n(MgSO4)= =0.0384mol，m(MgSO3)=550g×=3.563g，n(MgSO3)= =0.0343mol，則由Mg(HSO3)2 產生的n(BaSO4)=﹣0.0384mol﹣0.0343mol=0.0127mol，所以n[Mg(HSO3)2]= =0.00635mol。