碳酸镁晶须是一种新型的吸波隐形材料中的增强材料．（1）合成该物质的步骤如下：步骤1：配制0.5mol•L-1MgSO4溶液和0.5mol•L-1NH4HCO3溶液．步骤2：用量筒量取500mLNH4HCO3溶液于1000mL三口烧瓶中

Question

碳酸镁晶须是一种新型的吸波隐形材料中的增强材料．
（1）合成该物质的步骤如下：
步骤1：配制0.5mol•L^-1MgSO₄溶液和0.5mol•L^-1NH₄HCO₃溶液．
步骤2：用量筒量取500mL NH₄HCO₃溶液于1000mL三口烧瓶中，开启搅拌器．温度控制在50℃．
步骤3：将250mL MgSO₄溶液逐滴加入NH₄HCO₃溶液中，1min内滴加完后，用氨水调节溶液pH到9.5．
步骤4：放置1h后，过滤、洗涤．
步骤5：在40℃的真空干燥箱中干燥10h，得碳酸镁晶须产品（MgCO₃•nH₂O n=1～5）．
回答下列问题：
①步骤2控制温度在50℃，较好的加热方法___；
②步骤3生成MgCO₃•nH₂O沉淀的离子方程式___；
③步骤4检验是否洗涤干净的方法是___；
（2）测定合成的MgCO₃•nH₂O中的n值．称量1.000 g碳酸镁晶须，放入如图所示的广口瓶中加入水滴入稀硫酸与晶须反应，生成的CO₂被NaOH溶液吸收，在室温下反应4～5 h，反应后期将温度升到30℃，最后的烧杯中的溶液用已知浓度的盐酸滴定，测得CO₂的总量；重复上述操作2次．

①图1中气球的作用是___．
②上述反应后期要升温到30℃，主要目的是___．
③用已知浓度的盐酸滴定烧杯中的溶液时应选用___为指示剂，若盛放盐酸的滴定管在滴定前有气泡未排尽，滴定后无气泡（其他操作均正确），则所测CO₂的量会___（填“偏大”“偏小”“无影响”）
④设3次实验测得每1.000g碳酸镁晶须与稀硫酸反应产生的CO₂平均值为a mol，则n值为___（用含a的表达式表示）．
（3）称取100g上述晶须产品进行热重分析，热重曲线如图2．则该条件下合成的晶须中，n=___（选填1、2、3、4、5）．

Answer 1

（1）①加热温度低于100°C需要水域加热控制温度，
故答案为：水浴加热；
②将250mL MgSO₄溶液逐滴加入NH₄HCO₃溶液中，用氨水调节溶液pH到9.5，反应生成碳酸镁结晶水合物，反应的化学方程式为Mg²⁺+HCO₃^-+NH₃•H₂O+（n-1）H₂O═MgCO₃•nH₂O+NH₄⁺，
故答案为：Mg²⁺+HCO₃^-+NH₃•H₂O+（n-1）H₂O═MgCO₃•nH₂O+NH₄⁺；
③步骤4检验沉淀已经洗涤干净的方法是取最后一次洗涤的滤出液，滴入盐酸酸化的BaCl₂溶液，若无沉淀说明已洗涤干净，
故答案为：取最后一次洗涤的滤出液，滴入盐酸酸化的BaCl₂溶液，若无沉淀说明已洗涤干净；
（2）①装置中气球可以缓冲压强并封闭装置，
故答案为：缓冲压强并封闭体系；
②反应后期将温度升到30℃，使生成的二氧化碳全部逸出后被氢氧化钠溶液吸收，减少测定产生的误差，
故答案为：使广口瓶内水中溶解的CO₂充分逸出，并被NaOH充分吸收；
③用已知浓度的盐酸滴定烧杯中的溶液，主要是测定溶液没有反应的氢氧化钠，所以指示剂用酚酞，若盛放盐酸的滴定管在滴定前有气泡未排尽，滴定后无气泡，传导致读出的盐酸的体积偏大，所以测出的氢氧化钠的物质的量会偏大，从而会使测CO₂的量会偏小，
故答案为：酚酞；偏小；
④实验测得每1.000g碳酸镁晶须产生的CO₂平均值为a mol，依据元素守恒可知，碳酸镁物质的量为amol，根据化学式可知，MgCO₃•nH₂O中碳酸镁晶体中碳酸镁和结晶水物质的量之比为1：n，得到1：n=a：(1.000g-84ag)/(18g/mol)；得到n=((1-84a))/(18a)，
故答案为：((1-84a))/(18a)；
（3）MgCO₃•nH₂O　n=1～5，分析图象400°C剩余质量为82.3g，为失去结晶水的质量，剩余质量为39.2g是碳酸镁分解失去二氧化碳的质量，得到100g×(18n)/(18n+84)=100-82.3，
n=1，
故答案为：1．