Question

10．由某精矿石（MCO₃•ZCO₃）可以制备单质M，制备过程中排放出的二氧化碳可以作为原料制备甲醇．取该矿石样1.84g，高温灼烧至恒重，得到0.96g仅含两种金属氧化物的固体，其中m（M）：m（Z）=3：5．请回答：
（1）该矿石的化学式为MgCO₃•CaCO₃；
（2）以该矿石灼烧后的固体产物为原料，真空高温条件下用单质硅还原，仅得到单质M和一种含氧酸盐（只含Z、Si和O元素，且Z和Si的物质的量之比为2：1，写出该反应的化学方程式2MgO+2CaO+Si$\frac{\underline{\;真空高温\;}}{\;}$2Mg+Ca₂SiO₄．

Answer 1

分析 （1）由于M和Z的相对原子质量之比为3：5，故设M和Z的相对原子质量分别为3x，5x．
由于MCO₃•ZCO₃中MCO₃和ZCO₃的比值为1：1，故得到的氧化物MO和ZO的物质的量之比也为1：1，根据MCO₃•ZCO₃的质量为1.84g，得到氧化物的质量为0.96g，可得：
$\frac{3x+5x+32}{3x+5x+120}=\frac{0.96}{1.84}$，即可解得x值，从而得出M和Z的相对原子质量，并得出矿石的化学式；
（2）由于灼烧后的产物为CaO和MgO的混合物，而真空高温条件下用单质硅还原，仅得到单质Mg和一种含氧酸盐，据此写出化学方程式．

解答 解：（1）由于M和Z的相对原子质量之比为3：5，故设M和Z的相对原子质量分别为3x，5x．
由于MCO₃•ZCO₃中MCO₃和ZCO₃的物质的量之比为1：1，故得到的氧化物中MO和ZO的物质的量之比也为1：1，根据MCO₃•ZCO₃的质量为1.84g，得到氧化物的质量为0.96g，可得：
$\frac{3x+5x+32}{3x+5x+120}=\frac{0.96}{1.84}$，x=8，
M的相对原子质量为3x=24，故M为Mg，
Z的相对原子质量为5x=40，故Z为Ca，则矿石的化学式为MgCO₃•CaCO₃，故答案为：MgCO₃•CaCO₃；
（2）由于灼烧后的产物为CaO和MgO的混合物，而真空高温条件下用单质硅还原，仅得到单质Mg和一种含氧酸盐，由于此含氧酸盐中只含Z、Si和O元素，且Z和Si的物质的量之比为2：1，故为Ca₂SiO₄，故此反应的化学方程式为：2MgO+2CaO+Si$\frac{\underline{\;真空高温\;}}{\;}$2Mg+Ca₂SiO₄，故答案为：2MgO+2CaO+Si$\frac{\underline{\;真空高温\;}}{\;}$2Mg+Ca₂SiO₄；

点评 本题考查了复杂化合物的化学式的确定和化学方程式的书写，难度较大，理清思路是关键．