Question

自然界存在著一種白云石的礦石，其化學(xué)式是xCaCO₃?yMgCO₃．以它為原料，可制取耐火材料等．
（1）稱取27.6g白云石，加熱到質(zhì)量不再變化，可以生成耐火材料MgO多少mol？（用x、y的代數(shù)式表示）
（2）若在上述反應(yīng)中，收集到CO₂6.72L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），試寫出白云石的化學(xué)式（取x、y的最小正整數(shù)比）．
（3）若稱取白云石mg，研碎后與過量炭粉混合，放在特定儀器中隔絕空氣強熱一段時間后，測得白云石分解率為a，生成一氧化碳的體積為VL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），試計算，V=

0.73ma

（用m、a代數(shù)式表示）
（已知CaO+3C

高溫

CaC₂+CO
2MgO+5C

高溫

Mg₂C₃+2CO
CO₂+C

高溫

2CO）
請在圖中畫出V和a的關(guān)系圖．

Answer 1

分析：（1）碳酸鈣、碳酸鎂在高溫下可分解生成氧化鈣、氧化鎂和二氧化碳，根據(jù)題意可推斷出白云石加熱時分解生成氧化鈣、氧化鎂和氣體二氧化碳，根據(jù)Mg原子守恒計算MgO的物質(zhì)的量；
（2）計算出二氧化碳的質(zhì)量，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，并利用反應(yīng)中白云石與二氧化碳的質(zhì)量關(guān)系，推算出化學(xué)式中x、y的比，然后取最小整數(shù)比寫出白云石的化學(xué)式；
（3）根據(jù)在隔絕空氣時加強熱，白云石分解出的二氧化碳能與過量的炭粉發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)生成一氧化碳，利用化學(xué)反應(yīng)方程式找出白云石與CO得關(guān)系，據(jù)此來解答．

解答：解：（1）生成耐火材料MgO的物質(zhì)的量為n（MgO）=n（Mg）=

27.6g

(100x+84y)g/mol

×y=

27.6y

100x+84y

mol，
答：生成耐火材料MgO的物質(zhì)的量為

27.6y

100x+84y

mol；
（2）根據(jù)題意，白云石受熱分解的化學(xué)方程式為：
二氧化碳的質(zhì)量為

6.72L

22.4L/mol

×44g/mol=1.32g，
xCaCO₃?yMgCO₃

高溫  .

xCaO+yMgO+（x+y）CO₂↑
100x+84y                        44（x+y）
2.76g                          1.32g
所以

100x+84y

2.76g

=

44(x+y)

1.32g

，
解得 x：y=1：1，
因此白云石的化學(xué)式為CaCO₃?MgCO₃，
答：白云石的化學(xué)式為CaCO₃?MgCO₃；
（3）由CaCO₃?MgCO₃

高溫  .

CaO+MgO+2CO₂↑，
CaO+3C

高溫

CaC₂+CO
2MgO+5C

高溫

Mg₂C₃+2CO
CO₂+C

高溫  .

2CO，則可知
CaO～CO   MgO～CO   CO₂～2CO
即存在CaCO₃?MgCO₃～6CO
         184       6×28
       mg×a  

VL

22.4L/mol

×28g/mol=1.25Vg

所以

184

mag

=

6×28

1.25Vg

，
解得V=0.73ma，
故答案為：0.73ma；
由V=0.73ma可知，V和a的關(guān)系在坐標(biāo)圖上為斜率為2.02，的正比例圖象關(guān)系，
答：V和a的關(guān)系圖為．

點評：本題較難，考查學(xué)生利用化學(xué)反應(yīng)方程式的計算，解答的關(guān)鍵是利用幾個化學(xué)反應(yīng)得出關(guān)系式，利用關(guān)系式法來計算生成一氧化碳的關(guān)系，注重了解題方法的應(yīng)用．