Question

含有Ca²⁺、Mg²⁺、的水在加热过程中会发生如下反应而形成水垢：

Ca(HCO₃)₂CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O，

Mg(HCO₃)₂MgCO₃↓+CO₂↑+H₂O

MgCO₃+H₂OMg(OH)₂+CO₂↑

某学生为研究水垢的成分，取一定量水垢经加热使其失去结晶水并干燥后称得质量为11.56 g，高温灼烧后残留固体为CaO和MgO，放出的气体用过量的Ba(OH)₂溶液吸收，得到23.64 g沉淀。

(1)通过计算确定水垢中是否含有碳酸镁。

(2)残留固体经冷却后称得质量为5.92 g，计算水垢中各成分的物质的量。

Answer 1

解：(1)n()=n(CO₂)=n(BaCO₃)==0.12 mol 

若水垢中不含MgCO₃，则

m(CaCO₃)=0.12 mol×100 g·mol^-1=12.00 g＞11.56 g

故一定含有MgCO₃

(2)m(H₂O)=11.56 g-5.92 g-0.12 mol×44 g·mol^-1=0.36 g

n(H₂O)=0.02 mol  n〔Mg(OH)₂〕=0.02 mol 

n(CaCO₃)=0.02 mol  n(MgCO₃)=0.1 mol 

解析：(1)n()=n(CO₂)=n(BaCO₃)==0.12 mol。

若水垢中不含MgCO₃，则全部为CaCO₃。

m(CaCO₃)=0.12 mol×100 g·mol^-1=12.00 g＞11.56 g。

故一定含有MgCO₃。

(2)m(H₂O)=11.56 g-5.92 g-0.12 mol×44 g·mol^-1=0.36 g

n(H₂O)==0.02 mol

所以