Question

2．天然水因含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等离子，煮沸后会形成水垢．现有一种干燥水垢6.32g，加热除去全部结晶水，得到固体M 5.78g；高温灼烧M至恒重，残余固体为CaO和MgO；放出的气体通入足量澄清石灰水中，产生沉淀6.00g；若产生的气体完全被碱石灰吸收，碱石灰增重2.82g．下列推断合理的是（　　）

• A． M 中一定不含Mg（OH）₂
• B． M中一定含有MgCO₃
• C． 5.78 g M中含CaCO₃0.05mol
• D． 水垢中碳酸盐质量分数为0.823

Answer 1

分析 放出的气体通入足量澄清石灰水中，产生沉淀6.00g，可知n（CO₂）=n（CaCO₃）=$\frac{6.00g}{100g/mol}$=0.06mol，
假设二氧化碳全部来自碳酸钙，则m（CaCO₃）=0.06mol×100g/mol=6g，6.00＞5.78，A中一定有MgCO₃，
5.78g剩余固体A灼烧生成二氧化碳的质量为0.06mol×44g/mol=2.64g，碱石灰增重2.82g，故生成水的质量为2.82g-2.64g=0.18g，固体A中含有氢氧化镁，由H元素守恒则：n[Mg（OH）₂]=n（H₂O）=$\frac{0.18g}{18g/mol}$=0.01mol，故m[Mg（OH）₂]=0.01mol×58g/mol=0.58g，n（CaCO₃）+n（MgCO₃）=0.06mol，n（CaCO₃）×100g/mol+n（MgCO₃）×84g/mol+0.58g=5.78g，解得：n（MgCO₃）=0.05mol，n（CaCO₃）=0.01mol，以此解答该题．

解答 解：放出的气体通入足量澄清石灰水中，产生沉淀6.00g，可知n（CO₂）=n（CaCO₃）=$\frac{6.00g}{100g/mol}$=0.06mol，
假设二氧化碳全部来自碳酸钙，则m（CaCO₃）=0.06mol×100g/mol=6g，6.00＞5.78，A中一定有MgCO₃，
5.78g剩余固体A灼烧生成二氧化碳的质量为0.06mol×44g/mol=2.64g，碱石灰增重2.82g，故生成水的质量为2.82g-2.64g=0.18g，固体A中含有氢氧化镁，由H元素守恒则：n[Mg（OH）₂]=n（H₂O）=$\frac{0.18g}{18g/mol}$=0.01mol，故m[Mg（OH）₂]=0.01mol×58g/mol=0.58g，n（CaCO₃）+n（MgCO₃）=0.06mol，n（CaCO₃）×100g/mol+n（MgCO₃）×84g/mol+0.58g=5.78g，解得：n（MgCO₃）=0.05mol，n（CaCO₃）=0.01mol，
A．由以上分析可知一定含有Mg（OH）₂，故A错误；
B．由以上分析可知一定含有MgCO₃，故B正确；
C．由以上分析可知M中含CaCO₃0.01mol，故C错误；
D．水垢中碳酸盐质量分数为$\frac{0.05mol×84g/mol+0.01mol×100g/mol}{6.32g}$=0.823，故D正确．
故选BD．

点评 本题考查混合物的有关计算，为高考常见题型，侧重于学生的分析、计算能力的考查，难度中等，注意利用假设法进行碳酸镁的确定，利用计算确定含有氢氧化镁是关键．