1、
过氧化镁(MgO2)不溶于水,与酸反应生成H2O2,在医学上可作解酸剂。常温下MgO2较稳定,加热时会分解生成O2和MgO。MgO与H2O2反应可制得MgO2,同时放出大量热。一种制备MgO2的流程如图所示:
请回答下列问题:
(1)煅烧Mg2(OH)2CO3的化学反应方程式为_______________________;检验Mg2(OH)2CO3已分解完全的方法是______________________________。(写出实验操作和现象)
(2)上述制备过程中加入稳定剂的作用是___________;操作a为_____________。
MgO2产品中常会混有少量MgO,实验室可通过多种方案测定样品中MgO2的含量。某研究小组拟用下图装置测定样品(含MgO杂质)中MgO2的含量。
(3)研究小组的实验原理是(用化学方程式表示)①___________________________;
②2H2O2 → 2H2O +O2↑,稀盐酸中加入少量FeCl3溶液的作用是_______________。
(4)实验中使用恒压分液漏斗的优点是:使分液漏斗中的溶液顺利滴下、___________。
(5)反应结束后,先_________________,然后__________________,最后平视刻度线读数并记录。
(6)该小组记录的实验数据如下,样品的质量为m g;反应开始前量气管的读数为a mL;反应结束后量气管的读数为b mL,则样品中过氧化镁的质量分数为______(该实验条件下O2密度为ρ g∙L-1)。
Mg2(OH)2CO3 2MgO + CO2 ↑ +H2O 取少量煅烧后的固体,滴入稀盐酸,无气泡产生 防止过氧化氢受热分解或防止过氧化镁受热分解 过滤、(洗涤)、干燥 和 催化剂(或催化H2O2的分解) 消除滴入溶液的体积对所测气体体积的影响 恢复至室温 移动右侧刻度管直到两侧液面相平
制备过氧化镁时,首先将Mg2(OH)2CO3煅烧,使其转化为MgO;再利用MgO和H2O2反应,由于该反应放出大量的热,而H2O2和MgO2受热都易分解,所以需要加稳定剂,避免二者分解对制备产生不利;制备出的MgO2不溶于水,再将其从悬浊液中过滤,并洗涤干燥即可。在测定MgO2含量时,利用MgO2与酸反应生成H2O2,将其转化为H2O2后,再经Fe3+催化分解产生O2;通过量取氧气的体积,再计算出氧气的量,进而就可确定MgO2的量,样品中的MgO2的含量进一步即可计算出。
(1) Mg2(OH)2CO3煅烧的方程式为Mg2(OH)2CO3 2MgO + CO2 ↑ +H2O;检验Mg2(OH)2CO3是否分解完全,只需验证固体中是否含有即可,所以可取少量煅烧后的固体,滴入稀盐酸后无气泡生成, Mg2(OH)2CO3已经分解完全;
(2)由于MgO和H2O2反应制备MgO2的过程中放出大量的热,为了避免H2O2和MgO2分解对制备不利,则需要加入稳定剂;从悬浊液中获得不溶于水的纯净的MgO2固体,需要过滤,洗涤以及干燥;
(3)①由题可知,研究小组测定样品中MgO2含量的原理为:和;
②通过分析可知,FeCl3的作用是催化H2O2分解;
(4)在测定样品中MgO2含量的实验中,由于要准确测量产生的O2的体积,因此使用恒压分液漏斗还可以消除滴入溶液对所测气体体积的影响;
(5)反应过程中会涉及热量的变化,因此反应后气体的温度会与室温不同,为了准确测量氧气的体积,要先等装置恢复至室温后,再通过移动右侧量气管使两侧液面相平从而确定氧气的体积;
(6)由题可知,氧气的体积为(b-a)mL,因此生成氧气的物质的量为mol,那么样品中MgO2的物质的量即为mol,质量分数为。
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