题目内容
请你参与某学习小组研究性学习的过程,并协助完成相关任务.
【研究课题】探究X物质的成分.
【查阅资料】
(1)X物质可能由Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2、Ca(OH)2、Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3中的一种或几种组成.
(2)X物质是通过过滤水溶液得到的沉淀.
(3)相关物质的溶解性如下表:
【设计实验】
(1)由查阅资料可知X物质中肯定不含 .
(2)甲同学在烧杯中放入少量研碎的X物质,加入足量蒸馏水充分搅拌,静置.取上层清液滴入Na2CO3溶液,没有明显现象,说明X物质中一定没有 (填化学式).
(3)乙同学设计了下列实验装置,想进一步确定X物质的成分.

其主要实验步骤如下(不考虑稀盐酸的挥发性):
①按图组装仪器,将58gX物质的粉末放入锥形瓶中.打开活塞b,从导管a处缓缓鼓入空气一段时间;
②关闭活塞b,逐滴加入足量稀盐酸,使其充分反应;
③待锥形瓶中不再产生气泡时,打开活塞b,从导管a处缓缓鼓入一定量的空气,直至D瓶内物质质量不变;
④经称量,D瓶内物质增加的质量为22g.
【实验评价】
(1)A装置中NaOH溶液的作用是 .若无A装置,D装置中所测质量将 (填“偏大”、“不变”或“偏小”).
(2)步骤③中从导管a处缓缓鼓入空气的目的是 .
(3)学习小组的同学们根据以上数据通过简单计算,认为X的组成可能有 种.
(4)但丙同学认为用此装置实验所测数据明显偏大,你的改进方法是 .
【定量分析】学习小组的同学们通过进一步的实验探究,最终确定X物质中一定存在BaCO3、CaCO3、Mg(OH)2.另取X物质30g,加入7.3%稀盐酸与之反应,恰好完全反应时共消耗稀盐酸300g,测得生成气体质量为11g.根据以上数据计算X物质中氢氧化镁的质量分数(写出完整的计算过程,结果保留一位小数).
【研究课题】探究X物质的成分.
【查阅资料】
(1)X物质可能由Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2、Ca(OH)2、Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3中的一种或几种组成.
(2)X物质是通过过滤水溶液得到的沉淀.
(3)相关物质的溶解性如下表:
| 物质 | Ca(HCO3)2 | Mg(HCO3)2 | Ca(OH)2 | CaCO3 | BaCO3 | |
| 溶解性 | 可溶 | 可溶 | 微溶 | 不溶 | 不溶 | 不溶 |
(1)由查阅资料可知X物质中肯定不含
(2)甲同学在烧杯中放入少量研碎的X物质,加入足量蒸馏水充分搅拌,静置.取上层清液滴入Na2CO3溶液,没有明显现象,说明X物质中一定没有
(3)乙同学设计了下列实验装置,想进一步确定X物质的成分.
其主要实验步骤如下(不考虑稀盐酸的挥发性):
①按图组装仪器,将58gX物质的粉末放入锥形瓶中.打开活塞b,从导管a处缓缓鼓入空气一段时间;
②关闭活塞b,逐滴加入足量稀盐酸,使其充分反应;
③待锥形瓶中不再产生气泡时,打开活塞b,从导管a处缓缓鼓入一定量的空气,直至D瓶内物质质量不变;
④经称量,D瓶内物质增加的质量为22g.
【实验评价】
(1)A装置中NaOH溶液的作用是
(2)步骤③中从导管a处缓缓鼓入空气的目的是
(3)学习小组的同学们根据以上数据通过简单计算,认为X的组成可能有
(4)但丙同学认为用此装置实验所测数据明显偏大,你的改进方法是
【定量分析】学习小组的同学们通过进一步的实验探究,最终确定X物质中一定存在BaCO3、CaCO3、Mg(OH)2.另取X物质30g,加入7.3%稀盐酸与之反应,恰好完全反应时共消耗稀盐酸300g,测得生成气体质量为11g.根据以上数据计算X物质中氢氧化镁的质量分数(写出完整的计算过程,结果保留一位小数).
考点:实验探究物质的组成成分以及含量,常见气体的检验与除杂方法,盐的化学性质,根据化学反应方程式的计算
专题:科学探究
分析:【设计实验】(1)根据六种物质的溶解性进行分析;
(2)根据碳酸钠和氢氧化钙反应能生成白色碳酸钙沉淀进行分析;
【实验评价】(1)根据氢氧化钠会与二氧化碳反应生成碳酸钠,A瓶中的NaOH溶液起到吸收空气中的二氧化碳;若A瓶中无NaOH溶液,空气中的二氧化碳会进入装置中,所以D瓶中的质量将偏大进行分析;
(2)根据反应结束,装置内会存有大量的二氧化碳气体进行分析;
(3)根据前面的推到可知,X物质肯定不含可溶性的Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2、Ca(OH)2,然后结合生成的二氧化碳分析可能的组合;
(4)根据空气中的二氧化碳会与氢氧化钠反应进行分析;
【定量分析】根据题中的数据结合化学方程式进行计算.
(2)根据碳酸钠和氢氧化钙反应能生成白色碳酸钙沉淀进行分析;
【实验评价】(1)根据氢氧化钠会与二氧化碳反应生成碳酸钠,A瓶中的NaOH溶液起到吸收空气中的二氧化碳;若A瓶中无NaOH溶液,空气中的二氧化碳会进入装置中,所以D瓶中的质量将偏大进行分析;
(2)根据反应结束,装置内会存有大量的二氧化碳气体进行分析;
(3)根据前面的推到可知,X物质肯定不含可溶性的Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2、Ca(OH)2,然后结合生成的二氧化碳分析可能的组合;
(4)根据空气中的二氧化碳会与氢氧化钠反应进行分析;
【定量分析】根据题中的数据结合化学方程式进行计算.
解答:解:【设计实验】(1)通过分析六种物质的溶解性表,可以看出碳酸氢钙和碳酸氢镁都溶于水,而X物质是通过过滤水溶液得到的沉淀,所以X物质中肯定不含:Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2;
(2)因为碳酸钠和氢氧化钙反应能生成白色碳酸钙沉淀,所以取上层清液滴入Na2CO3溶液,没有白色沉淀,说明X物质中无Ca(OH)2;
【实验评价】(1)由于空气中含有二氧化碳,所以在这里我们在鼓入空气时,要保证把空气中的二氧化碳除去,如果不除去会导致D装置中的氢氧化钠多吸收了二氧化碳,所以无A装置,D装置中所测质量将偏大;
(2)反应结束,装置内会存有大量的二氧化碳气体,为了使反应充分进行,需要鼓入空气,所以从导管a处缓缓鼓入空气的目的是:将装置B中反应生成的二氧化碳全部鼓入D装置中;
(3)通过分析可知,X物质肯定不含可溶性的Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2、Ca(OH)2;根据题给条件可知,如果全部是碳酸钙,则生成22g气体,而题目中生成了20g二氧化碳,又根据“两种不同金属形成的碳酸盐与足量硫酸反应时,若两金属的化合价相同、两种盐的质量相同,则相对分子质量小者放出的气体多”根据Mr(MgCO3)=84,Mr(CaCO3)=100,所以可以判断在X中还可能含有碳酸镁,由氢氧化镁和稀硫酸不反应,所以还可能含有氢氧化镁,因此X的组合可能是:①Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3;②Mg(OH)2、CaCO3;③CaCO3、BaCO3,所以X的组成可能有3种;
(4)空气中的二氧化碳会与氢氧化钠反应,导致D装置增加的质量偏大,所以改进方法是:在D装置右端导管口连接一个装有碱石灰的干燥装置;
【定量分析】
解:设和碳酸钙、碳酸钡反应的盐酸的质量为x,氢氧化镁的质量为y,
关系式:2HCl-----CO2
73 44
x×7.3% 11g
=
x=250g
所以和氢氧化镁反应的盐酸的质量为300-250=50g
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
58 73
y 50g×7.3%
=
y=2.9g
所以氢氧化镁的质量分数为:
×100%=9.7%.
故答案为:【设计实验】(1)Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2;
(2)Ca(OH)2;
【实验评价】(1)吸收鼓入的空气中所含的CO2,偏大;
(2)将装置B中反应生成的二氧化碳全部鼓入D装置中;
(3)3;
(4)在D装置右端导管口连接一个装有碱石灰的干燥装置;
【定量分析】
解:设和碳酸钙、碳酸钡反应的盐酸的质量为x,氢氧化镁的质量为y,
关系式:2HCl-----CO2
73 44
x×7.3% 11g
=
x=250g
所以和氢氧化镁反应的盐酸的质量为300-250=50g
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
58 73
y 50g×7.3%
=
y=2.9g
所以氢氧化镁的质量分数为:
×100%=9.7%.
(2)因为碳酸钠和氢氧化钙反应能生成白色碳酸钙沉淀,所以取上层清液滴入Na2CO3溶液,没有白色沉淀,说明X物质中无Ca(OH)2;
【实验评价】(1)由于空气中含有二氧化碳,所以在这里我们在鼓入空气时,要保证把空气中的二氧化碳除去,如果不除去会导致D装置中的氢氧化钠多吸收了二氧化碳,所以无A装置,D装置中所测质量将偏大;
(2)反应结束,装置内会存有大量的二氧化碳气体,为了使反应充分进行,需要鼓入空气,所以从导管a处缓缓鼓入空气的目的是:将装置B中反应生成的二氧化碳全部鼓入D装置中;
(3)通过分析可知,X物质肯定不含可溶性的Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2、Ca(OH)2;根据题给条件可知,如果全部是碳酸钙,则生成22g气体,而题目中生成了20g二氧化碳,又根据“两种不同金属形成的碳酸盐与足量硫酸反应时,若两金属的化合价相同、两种盐的质量相同,则相对分子质量小者放出的气体多”根据Mr(MgCO3)=84,Mr(CaCO3)=100,所以可以判断在X中还可能含有碳酸镁,由氢氧化镁和稀硫酸不反应,所以还可能含有氢氧化镁,因此X的组合可能是:①Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3;②Mg(OH)2、CaCO3;③CaCO3、BaCO3,所以X的组成可能有3种;
(4)空气中的二氧化碳会与氢氧化钠反应,导致D装置增加的质量偏大,所以改进方法是:在D装置右端导管口连接一个装有碱石灰的干燥装置;
【定量分析】
解:设和碳酸钙、碳酸钡反应的盐酸的质量为x,氢氧化镁的质量为y,
关系式:2HCl-----CO2
73 44
x×7.3% 11g
| 73 |
| x×7.3% |
| 44 |
| 11g |
x=250g
所以和氢氧化镁反应的盐酸的质量为300-250=50g
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
58 73
y 50g×7.3%
| 58 |
| y |
| 73 |
| 50g×7.3% |
y=2.9g
所以氢氧化镁的质量分数为:
| 2.9 |
| 30 |
故答案为:【设计实验】(1)Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2;
(2)Ca(OH)2;
【实验评价】(1)吸收鼓入的空气中所含的CO2,偏大;
(2)将装置B中反应生成的二氧化碳全部鼓入D装置中;
(3)3;
(4)在D装置右端导管口连接一个装有碱石灰的干燥装置;
【定量分析】
解:设和碳酸钙、碳酸钡反应的盐酸的质量为x,氢氧化镁的质量为y,
关系式:2HCl-----CO2
73 44
x×7.3% 11g
| 73 |
| x×7.3% |
| 44 |
| 11g |
x=250g
所以和氢氧化镁反应的盐酸的质量为300-250=50g
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
58 73
y 50g×7.3%
| 58 |
| y |
| 73 |
| 50g×7.3% |
y=2.9g
所以氢氧化镁的质量分数为:
| 2.9 |
| 30 |
点评:在解此类题时,首先分析题中的反应原理和考查的问题,然后结合题中所给的资料和学过的知识点进行分析解答.
练习册系列答案
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下列变化不属于化学变化的是( )
| A、用苛性钠干燥氢气 |
| B、氮的固定 |
| C、石蕊溶液遇酸变红色 |
| D、光合作用 |
下列所示图象与实验相符合的是( )
| A、 饱和Ca(OH)2溶液升温 |
| B、 镁在空气中燃烧 |
| C、 向含少量氢氧化钠的碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸至过量 |
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