题目内容
20.某自来水中含有Ca2+、Mg2+、Na+、K+、HCO3-、SO42-、Cl-,长期烧煮上述自来水会在锅炉内形成水垢,锅炉水垢不仅耗费燃料,而且有烧坏锅炉的危险,因此要定期清除锅炉水垢,已知部分物质20℃时的溶解度数据有:物质 | Mg(OH)2 | CaCO3 | MgCO3 | Ca(OH)2 | CaSO4 | MgSO4 |
溶解度(g/100g H2O) | 9.0×10-4 | 1.5×10-3 | 1.0×10-2 | 1.7×10-1 | 2.0×10-1 | 26.7 |
(2)锅炉中的水垢所含有的CaSO4不能直接用酸除去,需要加入试剂X使其转化为易溶于盐酸的物质Y而除去,试剂X是C(填序号).
A.食醋 B.氯化钡 C.碳酸钠 D.碳酸氢钠
CaSO4能转化为物质Y的原因是(用文字叙述)碳酸钙的溶解度小于硫酸钙的溶解度.
(3)除含CaSO4、Mg(OH)2外,锅炉水垢中还可能含有的物质是(写化学式)CaCO3、MgCO3等.
(4)水中的Ca2+、Mg2+可以用一定浓度的M溶液进行测定,M与Ca2+、Mg2+都以等物质的量进行反应,现取含Ca2+浓度为0.40g/L的自来水样10mL至锥形瓶中进行滴定,达到终点时,用去了浓度为0.01mol/L的M溶液20.00mL,则该自来水样中Mg2+的物质的量浓度是0.01 mol/L.
分析 (1)在水中加热时Mg(HCO3)和MgCO3会转化为Mg(OH)2;
(2)CaSO4与酸不反应,必须先转化为碳酸钙,再加酸除去;
(3)根据自来水中的离子成分进行分析锅炉水垢中还可能含有的物质;
(4)根据Ca2+浓度求出其质量和物质的量,再根据M与Ca2+、Mg2+都以等物质的量进行反应,求算Mg2+的物质的量及浓度.
解答 解:(1)Mg(OH)2溶解度小于MgCO3,在加热时,MgCO3易转化生成Mg(OH)2,通过质量守恒定律可推测出反应方程式:Mg(HCO3)2 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg(OH)2↓+2CO2↑,
MgCO3+H2O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg(OH)2↓+CO2↑,
故答案为:Mg(HCO3)2 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg(OH)2↓+2CO2↑,MgCO3+H2O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg(OH)2↓+CO2↑;
(2)CaSO4与酸不反应,必须先转化为碳酸钙,再加酸除去,所以要先加入碳酸钠;CaSO4能转化为物质碳酸钙的原因是碳酸钙的溶解度小于硫酸钙的溶解度,
故答案为:C;碳酸钙的溶解度小于硫酸钙的溶解度;
(3)由于自来水中含有Ca2+、Mg2+、Na+、K+、HCO3-、SO42-、Cl-,所以加热过程中会生成CaSO4、Mg(OH)2、MgCO3、Mg(OH)2和CaCO3,
故答案为:CaCO3、MgCO3;
(4)10mL自来水样中Ca2+的质量为0.40g/L×10×10-3L=4×10-3g,则n(Ca2+)=$\frac{m}{M}$=$\frac{4×1{0}^{-3}g}{40g/mol}$=1×10-4mol,
已知M与Ca2+、Mg2+都以等物质的量进行反应,所以n(Ca2+)=n(M)-n(Ca2+)=0.01mol/L×20×10-3L-1×10-4mol=1×10-4mol,
所以c(Mg2+)=$\frac{n}{V}$=$\frac{1×1{0}^{-4}mol}{10×1{0}^{-3}L}$=0.01mol/L;
故答案为:0.01mol/L.
点评 本题考查硬水中离子的转化,离子浓度的求算、新信息处理能力及书写化学方程式的能力,解题的关键是掌握同学们对新信息的处理能力.
A. | $\frac{ρ}{22.4}$ mol/L | B. | $\frac{ab}{22400}$ mol/L | ||
C. | $\frac{ab}{22400+36.5a}$ mol/L | D. | $\frac{1000ab}{22400+36.5a}$ mol/L |
A. | Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行 | |
B. | 0.1 mol AgCl和0.1mol AgI混合后加入1 L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-) | |
C. | pH=9的CH3COONa溶液和pH=9的NH3•H2O溶液,两溶液中水的电离程度相同 | |
D. | 25℃时,0.1mol•L-1的硫化氢溶液与等浓度的硫化钠溶液的导电能力相当 |
物质 | AgCl | AgI | Ag2S |
颜色 | 白 | 黄 | 黑 |
Ksp(25℃) | 1.8×10-10 | 1.5×10-16 | 1.8×10-50 |
A. | 溶度积小的沉淀可以转化为溶度积更小的沉淀 | |
B. | 若先加入Na2S溶液,再加入KI溶液,则无黄色沉淀产生 | |
C. | 25℃时,饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中所含Ag+的浓度相同 | |
D. | 25℃时,AgCl固体在等质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同 |
A. | 2a2=a1=197 | B. | 197>a1=2a2 | C. | a2>a1>197 | D. | 2a2<a1<197 |