Question

【題目】過氧化鎂(MgO2)是一種鎂精細化工產品。在醫療上可用來治療消化不良、胃酸過多等疾病。在環境保護方面，過氧化鎂可用來處理地下水污染的土壤。還可以用于牙膏，對牙齒有漂白和防過敏的作用。某化學興趣小組對過氧化鎂的性質和制備等進行了以下研究。

一．過氧化鎂的性質

(1)過氧化鎂(其中氧元素的化合價為 __________)是一種白色的粉末，其外觀與物理性質與氧化鎂相似。化學性質不夠穩定，不溶于水，但逐漸的被分解放出氧氣。過氧化鎂有強氧化性，常溫下比較穩定，但是加熱時會分解生成氧氣和氧化鎂。請下出該反應的化學方程式____________。

(2)過氧化鎂易溶于稀鹽酸，發生反應：MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2同時溫度升高，說明該反應_______________熱量(填“放出”或“吸收”)。

二．過氧化鎂的制備

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

【資料】①堿式碳酸鎂與碳酸鎂有相似的化學性質，能與稀鹽酸反應產生二氧化碳

②氧化鎂與過氧化氫反應放出大量的熱

(3)檢測煅燒過程堿式碳酸鎂完全分解的方法是_________________(寫出具體的操作和現象)；上述生產過程加入穩定的劑的作用是_________________。

(4)用上述堿式碳酸鎂在 550、600、650 及 700 ℃ 下煅燒一定的時間生成氧化鎂。用上述條件制備的氧化鎂分別與 30% 雙氧水反應合成過氧化鎂產率(見圖1和圖2)。堿式碳酸鎂煅燒的溫度適宜控制在______℃，煅燒的時間適宜控制在_____h。

(5)結果分析：在適宜的溫度和時間下，堿式碳酸鎂能完全分解，并且得到的氧化鎂顆粒表面積最大，能與30%過氧化氫充分反應，所以產率高。推測700℃時，產率明顯降低的可能的原因__________。

三．過氧化鎂產品純度檢測

在生產過程中，過氧化鎂中常常含有少量的氧化鎂雜質(其他雜質不考慮)，以下是該小組進行純度檢測的實驗裝置和實驗步驟。

檢查裝置氣密性，裝入藥品(樣品質量為0.7g)，調節刻度管使左右兩邊液面相平，刻度管度數為10.0mL。

打開分液漏斗開關，待瓶中無氣泡產生時，關閉開關。

再次調節刻度管使左右兩邊液面相平，刻度管度數為122mL。

(6)稀鹽酸中放入的少量硫酸銅溶液目的是__________________。

(7)根據上面實驗數據計算樣品中過氧化鎂的質量分數__________(寫出具體的計算過程，實驗條件下O2密度為1.429g/L)。

(8)該小組同學所測得質量分數比實際結果偏大，你覺得可能的原因是（_______）

A.生成的氧氣有少量溶于水 B.未等裝置冷卻到室溫就開始讀數

C.雜質與鹽酸反應能產生少量的氣體 D.滴入的稀鹽酸占了一部分氣體的體積

Answer 1

【答案】 －1價 2MgO22MgO+O2↑ 放熱 取少量煅燒后的固體，滴入稀鹽酸，無氣泡產生 防止過氧化氫受熱分解或防止過氧化鎂受熱分解 650 2 700℃時，生成的氧化鎂顆粒的表面積減小，與過氧化氫反應不充分 作過氧化氫分解的催化劑(答到催化作用給分) 80% B

【解析】一、過氧化鎂的性質(1)過氧化鎂中鎂元素顯+價，設氧元素的化合價為x，則+2+2x=0，故（氧元素的化合價為-1價)是一種白色的粉末，其外觀與物理性質與氧化鎂相似。化學性質不夠穩定，不溶于水，但逐漸的被分解放出氧氣。過氧化鎂有強氧化性，常溫下比較穩定，但是加熱時會分解生成氧氣和氧化鎂。化學方程式為：2MgO2 2MgO+O2↑；(2)過氧化鎂易溶于稀鹽酸，發生反應：MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2同時溫度升高，說明該反應放出熱量；二、過氧化鎂的制備：(3)檢測煅燒過程堿式碳酸鎂完全分解的方法是取少量煅燒后的固體，滴入稀鹽酸，無氣泡產生；上述生產過程加入穩定劑的作用是防止過氧化氫受熱分解或防止過氧化鎂受熱分解；（4）由圖是信息可知，在溫度650和2小時時產率達到最高值，故堿式碳酸鎂煅燒的溫度適宜控制在650℃，煅燒的時間適宜控制在2h；(5)結果分析：在適宜的溫度和時間下，堿式碳酸鎂能完全分解，并且得到的氧化鎂顆粒表面積最大，能與30%過氧化氫充分反應，所以產率高。推測700℃時，產率明顯降低的可能的原因：700℃時，生成的氧化鎂顆粒的表面積減小，與過氧化氫反應不充分；三、過氧化鎂產品純度檢測：(6)稀鹽酸中放入的少量硫酸銅溶液目的是：作過氧化氫分解的催化劑；(7) 設樣品中過氧化鎂的質量為，反應后刻度管度數為122mL，故生成氧氣的體積為122 mL-10 mL=112 mL，由MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2，2H2O22H2O+O2↑得，

2MgO2~~~~~~ O2

112 32

1.429g/L

=0.56g

所以樣品中過氧化鎂的質量分數為： ； (8)該小組同學所測得質量分數比實際結果偏大，可能的原因是：A、生成的氧氣有少量溶于水，會使測得的過氧化鎂質量減小，質量分數減小；B、未等裝置冷卻到室溫就開始讀數，由于氣體受熱膨脹，會使側得的氧氣體積增大，過氧化鎂質量增大，故是樣品中過氧化鎂的質量分數增大；C、雜質與鹽酸反應能產生少量的氣體，會使氧氣的體積偏小，會使測量結果偏小；D、滴入的稀鹽酸占了一部分氣體的體積，導致氧氣的實際體積偏小，會使測量結果偏小。