Question

(7分)菱镁矿的主要成分是MgCO₃，为了分析某菱镁矿中镁元素的含量，某学习小组进行了实验研究。取10g菱镁矿，逐渐加入未知浓度的H₂SO₄溶液，生成的气体全部用NaOH溶液吸收，NaOH溶液增加的质量记录如下表：

加入H2S04溶液的质量/g	50	100	150	200
NaOH溶液增加的质量/g	2.2	4.4	4.4	4.4

   说明：菱镁矿中的杂质不溶于水，不与酸发生反应。．
（1）10g菱镁矿与H₂SO₄溶液完全反应，生成CO₂的质量为            。
（2）计算该菱镁矿中镁元素的质量分数。(写出计算过程)

（3）该实验研究中所用H₂SO₄溶液的溶质的质量分数是            。
（4）为避免溶液排放对环境的影响，某同学对上述反应后溶液进行了过滤，并在滤液中加入了l.71％的Ba(OH)₂溶液。请你画出加入Ba(OH)₂溶液的质量与产生沉淀的质量的关系图。(在答题卡的坐标中作图，并标出曲线折点的坐标)

Answer 1

（1）4.4g
（2）菱镁矿中镁元素的质量分数为24%。
（3）9.8%
（4）作图见下图曲线

试题分析：（1）碳酸镁可与稀硫酸反应生成二氧化碳气体，氢氧化钠可与二氧化碳气体反应。所以氢氧化钠溶液增重的质量即为反应生成的二氧化碳的质量。由于氢氧化钠溶液增重的质量最大值为4.4g。所以生成CO₂的质量为4.4g。
（2）根据题意可知：已知量为生成二氧化碳的质量；未知量为菱镁矿中镁元素的质量分数。解题思路：可根据二氧化碳与碳酸镁在反应体系中的质量关系，求出碳酸镁的质量。再进一步可计算出菱镁矿中镁元素的质量分数。具体过程如下：
解：设菱镁矿中MgCO₃的质量为x。
MgCO₃+H₂SO₄＝MgSO₄+H₂O+CO₂↑
84                         44
x                         4.4g
84∶44=x∶4.4g
x = 8.4g
菱镁矿中镁元素的质量分数=[（8.4g×24/84）÷10g]×100%=24%
答：该菱镁矿中镁元素的质量分数为24%。
（3）根据表格中的数据可知：第一、二两次中的硫酸完全反应，所以可根据第一、二两次中二氧化碳的质量计算出参加反应的硫酸的质量，进一步计算出硫酸的质量分数。具体过程如下：
解：设所用H₂SO₄溶液的溶质的质量分数为y
MgCO₃+H₂SO₄＝MgSO₄+H₂O+CO₂↑
98                  44
100gy               4.4g
98：44=100gy：4.4g
y = 9.8%
所用H₂SO₄溶液的溶质的质量分数为9.8%。
（4）加入的氢氧化钡可先与过量的稀硫酸反应。由于过量的稀硫酸中硫酸的质量为（200g—100g）×9.8%= 9.8g。根据反应的化学方程式可计算出：可恰好反应掉氢氧化钡溶液的质量为1000g，同时生成硫酸钡沉淀的质量为23.3 g。所以图像中的第一个折点的坐标为（1000，23.3 ）。
再加入的氢氧化钡与硫酸镁反应。根据反应的化学方程式可计算出：硫酸镁的质量为12 g，可恰好反应掉氢氧化钡溶液的质量为1000g，同时生成硫酸钡沉淀的质量为23.3 g，生成氢氧化镁沉淀的质量为5.8 g。因此图像中的第二个折点所用的氢氧化钡溶液的质量为1000 g+1000 g=2000 g。同时沉淀的质量为23.3 g+23.3 g+5.8 g=52.4 g。所以图像中的第二个折点的坐标为（2000，52.4）。
再加入氢氧化钡时，不再产生沉淀。可根据规律进行描点和画图为：