Question

水垢是由多種物質(zhì)組成的混合物，為研究含有Ca²⁺、Mg²⁺和HCO₃^-成分的水所形成水垢的化學(xué)組成，取干燥的水垢6.32g，加熱使其失去結(jié)晶水，得到5.78g剩余固體A；高溫灼燒A至恒重，殘余固體為CaO和MgO，放出的氣體用過量的Ba（OH）₂溶液吸收，得到11.82g沉淀．
（1）通過計算確定A中是否含有碳酸鎂．
（2）若5.78g剩余固體A灼燒至恒重時產(chǎn)生的氣體完全被堿石灰吸收，堿石灰增重2.82g，通過計算確定A中各成分的物質(zhì)的量．
（3）計算水垢中碳酸鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

解：（1）n（CO₂）==0.06 mol，假設(shè)二氧化碳全部來自碳酸鈣，則m（CaCO₃）=0.06mol×100g/mol=6g，大于6.00＞5.78，A中一定有MgCO₃，
答：固體A中一定含有碳酸鎂；
（2）堿石灰增重2.82g為，5.78g剩余固體A灼燒生成二氧化碳的質(zhì)量為0.06mol×44g/mol=2.64g，故生成水的質(zhì)量為2.82g-2.64g=0.18g，固體A中含有氫氧化鎂，由H元素守恒則：n[Mg（OH）₂]=n（H₂O）==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，
答：固體A中氫氧化鎂為0.01mol、碳酸鈣為0.01mol、碳酸鎂為0.05mol；
（3）m（碳酸鹽）=0.05mol×84g?mol^-1+0.01mol×100g?mol^-1=5.2g，
故ω（碳酸鹽）=×100%=82.3%
答：水垢中碳酸鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為82.3%．
分析：（1）假設(shè)二氧化碳全部來自碳酸鈣，11.82g沉淀為碳酸鋇，根據(jù)n=計算碳酸鋇物質(zhì)的量，利用碳原子守恒計算碳酸鈣的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計算碳酸鈣的質(zhì)量，據(jù)此判斷；
（2）堿石灰增重2.82g為，5.78g剩余固體A灼燒生成二氧化碳的質(zhì)量為0.06mol×44g/mol=2.64g，故生成水的質(zhì)量為2.82g-2.64g=0.18g，固體A中含有氫氧化鎂，根據(jù)H元素守恒有n[Mg（OH）₂]=n（H₂O）==0.01mol，所以m[Mg（OH）₂]=0.01mol×58g/mol=0.58g，故n（CaCO₃）+n（MgCO₃）=0.06mol，n（CaCO₃）×100g/mol+n（MgCO₃）×84g/mol+0.58g=5.78g，據(jù)此計算確定；
（3）根據(jù)m=nM計算各碳酸鹽的質(zhì)量，進(jìn)而計算碳酸鹽的總質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計算．
點(diǎn)評：本題考查混合物的有關(guān)計算，難度中等，注意（1）利用假設(shè)法進(jìn)行碳酸鎂的確定，（2）中利用計算確定含有氫氧化鎂是關(guān)鍵．