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(2014•北塘区二模)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.

来源:学生作业帮 编辑:搜狗做题网作业帮 分类:化学作业 时间:2024/07/03 07:31:41
(2014•北塘区二模)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(HCO32、Mg(HCO32、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(HCO32Mg(HCO32Ca(OH)2CaCO3BaCO3
溶解性可溶可溶微溶不溶不溶不溶
【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).
(2014•北塘区二模)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.
【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(HCO32、Mg(HCO32
(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(HCO32、Mg(HCO32、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】
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
30×100%=9.7%.
故答案为:【设计实验】(1)Ca(HCO32、Mg(HCO32
(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】
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
30×100%=9.7%.