问题 实验题

(13分)无水氯化镁是制备某种催化剂的中间体。某研究性学习小组设计实验方案进行制取无水氯化镁等实验。请填写下列空白。

[实验一]利用下图实验装置(夹持和加热装置省略),在HCl气流中小心加热MgCl2·6H2O晶体制取无水氯化镁(无水氯化镁易吸水)。烧瓶中发生的反应为:

NaCl+H2SO4(浓)===NaHSO4+HCl↑

(1)试剂X是         。第二个洗气瓶中的浓硫酸的作用是               

(2)该实验装置存在一个缺陷是                                         

[实验二]通过下列步骤,测定实验一所得产物中氯元素含量以确定产物是否含有结晶水:

①称取m1g样品置于烧杯中,充分溶解;

②加入足量硝酸银溶液,充分反应后,过滤;

③洗涤沉淀,干燥至恒重,称得沉淀质量为m2g。

(3)若步骤③的操作中未洗涤沉淀,将导致测得的氯元素含量       (填“偏高”或“偏低”)

(4)若测得m1=10.40,m2=28.70,则所得产品MgCl2·nH2O中n的值为      

[实验三]一定条件下,氯化镁与四氯化钛的混合物可作烯烃聚合反应的催化剂。为了探究温度、氯化镁固体的含水量以及粉碎方式对该催化剂催化效果的影响,设计如下对比实验:

实验序号氯化镁固体中氯元素含量/%温度/℃粉碎方式催化效果/g·g-1
170.9720滚动球磨3.9×104
274.4520滚动球磨5.0×104
374.4520振动球磨5.9×104
4ω100振动球磨 
       注:催化效果用单位时间内每克催化剂得到产品的质量来表示

(5)表中ω=               

(6)从实验1、2可以得出的结论是                              

(7)设计实验2、3的目的是                                     

答案

(共10分(1)浓硫酸(1分)   防止空气中的水分进入装置内(1分)    

(2)没有尾气处理装置(1分)    (3)偏高(1分)

(4)(2分)(5)74.45(1分)

(6)氯化镁固体含水量越高,催化剂催化效果越差(1分)

(7)氯化镁固体含水量相同时,粉碎方式对该催化剂催化效果的影响。(2分)

答案:(1)浓硫酸(1分)防止空气中的水分进入装置内(1分)    

(2)没有尾气处理装置(1分)    (3)偏高(1分)

(4)(2分)(5)74.45(1分)

(6)氯化镁固体含水量越高,催化剂催化效果越差(1分)

(7)氯化镁固体含水量相同时,粉碎方式对该催化剂催化效果的影响。

解析:(1)NaCl+H2SO4(浓)===NaHSO4+HCl↑制HCl的原料:NaCl和浓硫酸,X是浓硫酸(1分)     第二个洗气瓶中的浓硫酸的作用是防止空气中的水分进入装置内,防止MgCl2·6H2O水解。 

(2)该实验装置存在一个缺陷是没有尾气处理装置,将HCl直接排入空气污染环境。    (3)若步骤③的操作中未洗涤沉淀,杂质被当成AgCl的质量,将导致测得的氯元素含量偏高(1分)

(4)

MgCl2·nH2O ~ 2AgCl

95+18n                2*143.5

10.40                   28.70

解得n = 1/2

(5)在对比实验时,要控制其它变量相同,表中ω=74.45,将温度调成100℃,

(6实验1、2的目的是:探究滚动球磨时,水的含量对催化剂催化效果的影响(1分)结论是氯化镁固体含水量越高,催化剂催化效果越差。

(7)设计实验2、3的目的是:氯化镁固体含水量相同时,粉碎方式对该催化剂催化效果的影响。

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