Question

【題目】過(guò)氧化鎂(MgO2)是一種鎂精細(xì)化工產(chǎn)品。在醫(yī)療上可用來(lái)治療消化不良、胃酸過(guò)多等疾病。在環(huán)境保護(hù)方面，過(guò)氧化鎂可用來(lái)處理地下水污染的土壤。某化學(xué)興趣小組對(duì)過(guò)氧化鎂的性質(zhì)和制備等進(jìn)行了以下研究。

一．過(guò)氧化鎂的性質(zhì)

(1)過(guò)氧化鎂是一種白色的粉末，其外觀、物理性質(zhì)與氧化鎂相似。過(guò)氧化鎂在常溫下比較穩(wěn)定，但是加熱時(shí)會(huì)分解生成氧氣和氧化鎂。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式____________。

(2)過(guò)氧化鎂易溶于稀鹽酸，發(fā)生反應(yīng)：MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2 。同時(shí)溫度升高，說(shuō)明該反應(yīng)_____熱量(填“放出”或“吸收”)。

二．過(guò)氧化鎂的制備

下圖是利用堿式碳酸鎂【Mg2( OH)2CO3】和30%的過(guò)氧化氫溶液來(lái)制取過(guò)氧化鎂。

【資料】①堿式碳酸鎂與碳酸鎂有相似的化學(xué)性質(zhì)，能與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳；

②氧化鎂與過(guò)氧化氫反應(yīng)放出大量的熱。

(3)檢測(cè)煅燒過(guò)程堿式碳酸鎂已完全分解的方法是_________________(寫出具體的操作和現(xiàn)象)；上述生產(chǎn)過(guò)程加入穩(wěn)定劑的作用是__________________。

(4)用上述堿式碳酸鎂在 550、600、650 及 700 ℃ 下煅燒一定的時(shí)間生成氧化鎂，再用上述條件制備的氧化鎂分別與 30% 雙氧水反應(yīng)生成過(guò)氧化鎂的產(chǎn)率如下面的圖1和圖2。堿式碳酸鎂煅燒的溫度適宜控制在_______℃，煅燒的時(shí)間適宜控制在______h。

三．過(guò)氧化鎂的純度檢測(cè)

在生產(chǎn)過(guò)程中，過(guò)氧化鎂中常常含有少量的氧化鎂雜質(zhì)(其他雜質(zhì)不考慮)，以下是該小組進(jìn)行純度檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟。

①裝入藥品(樣品質(zhì)量為0.7g)，調(diào)節(jié)刻度管使左右兩邊液面相平，刻度管讀數(shù)為10.0mL。

②打開(kāi)分液漏斗開(kāi)關(guān)，待瓶中無(wú)氣泡產(chǎn)生時(shí)，關(guān)閉開(kāi)關(guān)。

③再次調(diào)節(jié)刻度管使左右兩邊液面相平，刻度管讀數(shù)為122mL。

(5)實(shí)驗(yàn)步驟中，裝入藥品前應(yīng)先（_________）。

(6)稀鹽酸中放入少量硫酸銅溶液的目的是______________。

(7)根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算樣品中過(guò)氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫出具體的計(jì)算過(guò)程，該實(shí)驗(yàn)條件下O2密度為1.429g/L)。 ____________

(8)該小組同學(xué)所測(cè)得質(zhì)量分?jǐn)?shù)比實(shí)際結(jié)果偏大，你覺(jué)得可能的原因是（_______）

A.生成的氧氣有少量溶于水 B.未等裝置冷卻到室溫就開(kāi)始讀數(shù)

C.雜質(zhì)與鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生少量的氣體 D.滴入的稀鹽酸占了一部分氣體的體積

Answer 1

【答案】 2MgO22MgO+O2↑ 放熱 取少量煅燒后的固體，滴入稀鹽酸，無(wú)氣泡產(chǎn)生 防止過(guò)氧化氫受熱分解 650 2 檢查裝置的氣密性 作過(guò)氧化氫分解的催化劑 80% BCD

【解析】本題在過(guò)氧化鎂的性質(zhì)和制備的情境下主要考查了化學(xué)方程式的書寫，物質(zhì)的檢驗(yàn)，化學(xué)方程式的計(jì)算，綜合性較強(qiáng)。認(rèn)真研讀題文中提供的信息，結(jié)合已有的知識(shí)進(jìn)行分析。

(1)過(guò)氧化鎂加熱時(shí)會(huì)分解生成氧氣和氧化鎂。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2MgO22MgO+O2↑；

(2)過(guò)氧化鎂易溶于稀鹽酸，發(fā)生反應(yīng)同時(shí)溫度升高，說(shuō)明該反應(yīng)放出熱量；

(3) 堿式碳酸鎂與碳酸鎂有相似的化學(xué)性質(zhì)，能與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳。若堿式碳酸鎂已完全分解加入稀鹽酸應(yīng)無(wú)氣泡產(chǎn)生。檢測(cè)煅燒過(guò)程堿式碳酸鎂已完全分解的方法是取少量煅燒后的固體，滴入稀鹽酸，無(wú)氣泡產(chǎn)生；氧化鎂與過(guò)氧化氫反應(yīng)放出大量的熱，過(guò)氧化氫受熱易分解。上述生產(chǎn)過(guò)程加入穩(wěn)定劑的作用是防止過(guò)氧化氫受熱分解；

（4）根據(jù)圖示可知，堿式碳酸鎂煅燒的溫度適宜控制在650℃，煅燒的時(shí)間適宜控制在2h，產(chǎn)率最高。

(5)該實(shí)驗(yàn)需測(cè)量產(chǎn)生的氣體體積，實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性良好是實(shí)驗(yàn)成功的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)步驟中，裝入藥品前應(yīng)先檢查裝置的氣密性；

(6) 過(guò)氧化鎂易溶于稀鹽酸，發(fā)生反應(yīng)：MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2，過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生氧氣，稀鹽酸中放入少量硫酸銅溶液的目的是作過(guò)氧化氫分解的催化劑；

(7)反應(yīng)收集到的氧氣的體積=122mL -10mL=112mL=0112L；氧氣的質(zhì)量=0.112L×1.429g/L=0.16g；

設(shè)：生成0.16g的氧氣需過(guò)氧化氫的質(zhì)量為x

2H2O2 2H2O+O2↑

68 32

X 0.16g

x=0.34g；

設(shè)：生成0.34g的過(guò)氧化氫需過(guò)氧化鎂的質(zhì)量為y，

MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2

56 34

Y 0.34g

y=0.56g

樣品中過(guò)氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=80%；

(8) A、生成的氧氣有少量溶于水，測(cè)得的氧氣體積偏小，計(jì)算得到的過(guò)氧化鎂的質(zhì)量偏小，過(guò)氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小，不符合題意；B、未等裝置冷卻到室溫就開(kāi)始讀數(shù)，測(cè)得的氧氣體積偏大，計(jì)算得到的過(guò)氧化鎂的質(zhì)量偏大，過(guò)氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，符合題意；C、雜質(zhì)與鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生少量的氣體，測(cè)得的氧氣體積偏大，過(guò)氧化鎂的質(zhì)量偏大，計(jì)算得到的過(guò)氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，符合題意； D、滴入的稀鹽酸占了一部分氣體的體積，測(cè)得的氧氣體積偏大，計(jì)算得到的過(guò)氧化鎂的質(zhì)量偏大，過(guò)氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，符合題意。故選BCD。