题目内容

11．白云石粉是生产高级玻璃器皿、医药用瓶、光学玻璃的原料，某兴趣小组进行探究．
查阅资料]白云石属于碳酸盐矿物，主要成分的化学式可表示为：xMgCO3•yCaCO3．（ 杂质是二氧化硅，其不溶于水，也不与盐酸反应，受热不分解）
Ⅰ定性探究：白云石粉的成分
[实验分析]

（1）过滤操作中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗．
（2）由步骤①②的现象可得出白云石粉中一定含有的离子是CO32-（填离子符号）．
（3）步骤③生成氢氧化镁的化学方程式是MgCl2+2NaOH═Mg（OH）2↓+2NaCl．步骤④的反应现象是产生白色沉淀．
[结    论]白云石由碳酸钙、碳酸镁组成．
[实验质疑]因氢氧化钙微溶于水，对定量测定白云石粉的组成干扰较大，在老师的指导下该兴趣小组采用热分解法进行定量探究．
Ⅱ定量探究：白云石的组成
[查阅资料]碳酸钙开始分解的温度为898℃，1000℃时完全分解生成生石灰和二氧化碳气体；碳酸钙与碳酸镁的化学性质相似；碳酸镁开始分解的温度为540℃，700℃时完全分解．
[实验设计]为测定白云石中的含钙量及x：y的值，该小组设计了如图2装置并进行实验：
[实验步骤]
①组装仪器，检查装置的气密性；
②准确称取30.0g 白云石粉末放在A装置中，打开弹簧夹，鼓入一段时间氮气，称量；
③关闭弹簧夹，打开控温电加热器，缓缓调升温度至700℃，持续加热至固体质量不变；
④打开弹簧夹，缓缓鼓入一段时间氮气，准确称量B、C、D、E装置的质量；
⑤关闭弹簧夹，调升温度至1000℃，持续加热至固体质量不变，打开弹簧夹，缓缓鼓入一段时间氮气，准确称量B、C、D、E装置的质量．
实验数据记录如表：
装置B/gC/gD/gE/g
反应前150.0200.0150.0120.5
700℃150.0208.4150.4120.5
1000℃150.0212.6150.6120.5
[实验分析和数据处理]
（4）装置D的作用是吸收氮气带出的水蒸气，防止测得二氧化碳的质量偏小；
（5）持续加热至固体质量不变后缓缓鼓入一段时间氮气的目的是使残留在装置内的二氧化碳气体全部被C装置吸收．
（6）计算白云石中钙元素的质量分数．（写出计算过程，3分）：
（7）设计实验证明白云石粉已完全分解的实验方法是取少量反应后固体于试管中，加入足量的稀盐酸，无气泡产生，说明完全分解（写出实验方法、现象、结论）
（8）白云石（xMgCO3•yCaCO3）中的 x：y=2：1（最简整数比），若加热前没有鼓入一段时间的氮气，将会导致x：y的值偏大 （填偏大、偏小或不变）．

分析 （1）过滤操作中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗；
（2）碳酸根离子能和氢离子结合成水和二氧化碳；
（3）步骤③中，氯化镁和氢氧化钠反应生成白色沉淀氢氧化镁和氯化钠；
氯化钙能和碳酸钠反应生成白色沉淀碳酸钙和氯化钠；
（4）装置D的作用是吸收氮气带出的水蒸气，防止测得二氧化碳的质量偏小；
（5）持续加热至固体质量不变后缓缓鼓入一段时间氮气的目的是使残留在装置内的二氧化碳气体全部被C装置吸收；
（6）根据反应生成二氧化碳的质量可以计算碳酸钙的质量，进一步可以计算白云石中钙元素的质量分数；
（7）设计实验证明白云石粉已完全分解的实验方法是：取少量反应后固体于试管中，加入足量的稀盐酸，无气泡产生，说明完全分解；
（8）根据碳酸镁和碳酸钙的质量可以计算白云石（xMgCO3•yCaCO3）中的 x：y的值．

解答 解：（1）过滤操作中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗．
故填：漏斗．
（2）碳酸根离子能和氢离子结合成水和二氧化碳，因此由步骤①②的现象可得出白云石粉中一定含有的离子是CO32-．
故填：CO32-．
（3）步骤③中，氯化镁和氢氧化钠反应生成白色沉淀氢氧化镁和氯化钠，反应的化学方程式为：MgCl2+2NaOH═Mg（OH）2↓+2NaCl；
氯化钙能和碳酸钠反应生成白色沉淀碳酸钙和氯化钠，实验现象是产生白色沉淀．
故填：MgCl2+2NaOH═Mg（OH）2↓+2NaCl；产生白色沉淀．
（4）装置D的作用是吸收氮气带出的水蒸气，防止测得二氧化碳的质量偏小．
故填：吸收氮气带出的水蒸气，防止测得二氧化碳的质量偏小．
（5）持续加热至固体质量不变后缓缓鼓入一段时间氮气的目的是使残留在装置内的二氧化碳气体全部被C装置吸收．
故填：使残留在装置内的二氧化碳气体全部被C装置吸收．
（6）设碳酸钙的质量为x，
碳酸钙分解生成二氧化碳质量是4.4g，
CaCO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO2↑，
100            44
x              4.4g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$，
x=10g，
ω（Ca）═（10g×40%）/30g═13.3%
答：白云石中钙元素的质量分数为13.3%．
（7）实验证明白云石粉已完全分解的实验方法是：取少量反应后固体于试管中，加入足量的稀盐酸，无气泡产生，说明完全分解．
故填：取少量反应后固体于试管中，加入足量的稀盐酸，无气泡产生，说明完全分解．
（8）设碳酸镁质量为y，
碳酸镁分解生成二氧化碳的质量是2.2g，
MgCO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$MgO+CO2↑，
84            44
y             2.2g
$\frac{84}{y}$=$\frac{44}{2.2g}$，
y=4.2g，
根据题意有：$\frac{84x}{100y}$=$\frac{4.2g}{10g}$，$\frac{x}{y}$=$\frac{1}{2}$，
若加热前没有鼓入一段时间的氮气，或导致碳酸镁分解生成的二氧化碳质量偏大，从而会导致x：y的值偏大．
故填：1：2；偏大．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．

练习册系列答案
相关题目
1．某兴趣小组对物质的性质进行相关探究．

【提出问题】氯化氢（ HCl）气体显酸性吗？
【进行实验】该兴趣小组的同学根据二氧化碳与水反应的实验探究方法，用三朵由紫甘蓝的汁液染成蓝紫色的纸质干燥小花进行如图1的三个实验：
实验现象：I和Ⅱ中小花不变色；Ⅲ中小花变红色．
【查阅资料】图2是同学们查阅的氯化氢气体溶于水的示意图．
【实验结论】氯化氢气体不显酸性．
【交流反思】
（1）从微观角度分析氯化氢气体不显酸性的原因是在氯化氢气体中，氯化氢气体是由氯化氢分子构成的，没有解离出的氢离子，所以氯化氢气体不显酸性；
（2）小明向实验Ⅲ中变红的小花上喷足量的稀氢氧化钠溶液，发现小花最后变成黄绿色，写出相关反应的化学方程式NaOH+HCl=NaCl+H2O
（3）紫甘蓝的汁液在酸性溶液中显红 色．
（4）下列实验可以用来说明氯化氢气体不显酸性的是B
A．测试盐酸的导电性，盐酸能导电
B．干燥的碳酸钠粉末放人氯化氢气体中，不反应
C．氢气与氯气反应，生成氯化氢气体
D．干燥的碳酸钠粉末放人盐酸中，能反应
【拓展应用】
（1）该兴趣小组的同学为探究分子的运动情况，在玻璃管两端同时放人蘸有试剂的棉花，做了如右图所示实验，发现在玻璃管内形成了白色烟环（成分力氯化铵）且偏向蘸有浓盐酸的棉花一端．
①白色烟环偏向蘸有浓盐酸的棉花一端的原因是氨分子的运动速率大于氯化氢分子的运动速率，所以生成的白色烟环偏向蘸有浓盐酸的棉花一端；
②写出该反应的化学方程式NH3+HCl=NH4Cl．
（2）氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体，燃烧100g氢气，理论上生成氯化氢气体的质量是多少？（在答题卡上写出计算过程）
2．“类推”是化学学习过程中常用的思维方法．现有以下类推结果，其中正确的是（　　）
A．因为酸溶液呈酸性，所以呈酸性的溶液一定是酸溶液
B．生铁和钢都是铁的合金，所以其物理性能完全相同
C．金属铝与盐酸反应生成A1C13和H2，所以金属铁与盐酸反应生成FeC13和H2
D．高锰酸钾中含有氧元素，它受热分解可以产生氧气，所以能分解产生氧气的物质一定含有氧元素
19．下列过程属于化学变化的是（　　）
A．石蜡熔化B．电解水C．水力发电D．干冰制冷
6．安多夫是一种嫩肉粉，其主要成分碳酸氢钠（NaHCO3）和氯化钠．安多夫可促进肉类吸收水分，从而使肉质松软，达到鲜嫩爽滑的目的．小张发现将拌了安多夫粉的肉类放到锅中加入食醋等调料烧煮时会产生大量的气体，他对此颇感兴趣，决定对其进行探究．
【查阅资料】
（1）碳酸氢钠俗称“小苏打”、“重曹”，白色细小晶体，加热到50℃以上开始逐渐分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，440℃时完全分解．
（2）白色无水硫酸铜遇到水会变成蓝色．
【实验探究一】对烧煮时产生大量气体的成分和来源进行探究
（1）小于对气体的．成分进行了猜测：气体中除了醋酸气体之外，还可能含有水蒸气和CO2．他设法收集气体样品并除去醋酸气体后，用如图3实验装置进行验证．装置导气口连接顺序：
气体样品→d→c→b→a．
（2）小于对二氧化碳的来源作了两种猜测：
猜测①：二氧化碳可能是由碳酸氢钠与醋酸发生化学反应产生的；
猜测②：二氧化碳可能是由碳酸氢钠受热分解产生的，反应方程式为2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑．
针对以上猜测，小于设计了如表实验：
实验步骤实验现象
实验1取样与试管中，加入食醋，并将产生气体通入澄清石灰水中．有气泡产生，石灰水变浑浊．
实验2取安多夫样品少许加入试管中，加热使之充分反应，并把产生的气体通入澄清石灰水．试管口出现小水珠，澄清石灰水变浑浊，试管中残留白色固体粉末．
实验结论：猜想①、②都正确
【实验探究二】测定安多夫样品中碳酸氢钠的含量
实验2中，小于发现充分反应后，试管中仍留有一些白色固体粉末，通过查阅资料发现是碳酸钠和氯化钠．小于想用测定白色固体中碳酸钠的质量来推算安多夫样品中碳酸氢钠的含量，于是称取实验2中得到的白色固体粉末6.9克，设计了如图1实验方案：

（1）沉淀A的化学式是CaCO3，实验中加入过量CaCl2溶液的目的是使碳酸钠完全沉淀．
（2）该安多夫样品中NaHCO3的质量分数是多少？（写出解题过程）
（3）上述实验方案中，若沉淀A缺少“洗涤”操作，则会使测得样品中NaHCO3的质量分数偏大（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（4）小明同学看到这个设计实验后，提出一个更简单的测定方法，设计思路如下：
①电子天平调零
②检查装置气密性
③在锥形瓶内装入M克安多夫样品，分液漏斗内装入足量浓盐酸
④称药品和装置的总质量W1克
⑤滴入浓盐酸
⑥无气泡产生后，再称整个装置的质量W2克
⑦（W2-W1）减轻的质量就是二氧化碳的质量
通过化学方程式计算NaHCO3的质量，最终达到计算安多夫样品中NaHCO3的质量分数的目的．
【方案评价】
两位同学经过多次的实验测定．后发现，得到的最终结果总是比真实值偏大，请你帮他们分析结果偏大的原因可能是浓盐酸挥发出氯化氢气体或水蒸气和氯化氢气体．
16．某些物质暴露在空气中会发生化学反应而变质，下列物质的变质和空气中的氧气无关的是（　　）
A．苹果变色B．铁生锈C．生石灰结块D．黄酒变酸
3．有关如图各物质间的转化，说法不正确的是 （　　）
A．①③中的各物质间的转化均可一步实现
B．①中的反应a所体现的冶炼技术是现代湿法冶金的先驱
C．②中的物质b可以是CaCl2或Ca（OH）2
D．③中的反应c的条件是高温，反应d可将其他形式的能量转化为化学能
20．下列不属于塑料性能的是（　　）
A．密度小B．易导电C．易加工D．耐腐蚀
1．化学来源于生活，下列做法中不合理的是（　　）
A．进入闲置的地窖首先进行灯火实验
B．用灼烧并闻气味的方法区别纯棉织物和纯毛织物
C．用食醋清洗水垢
D．海底蕴藏着大量的“可燃冰”，以它为燃料不会对自然界中的碳循环产生影响

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