解:(1)n(CO
2)=n(BaCO
3)=
=0.06 mol,假設(shè)二氧化碳全部來自碳酸鈣,則m(CaCO
3)=0.06mol×100g/mol=6g>5.78g,假設(shè)二氧化碳全部來自碳酸鎂,則m(MgCO
3)=0.06mol×84g/mol=5.04g<5.78g,
故A既含有CaCO
3,又含有MgCO
3,
故答案為:c;n(CO
2)=n(BaCO
3)=
=0.06 mol,假設(shè)二氧化碳全部來自碳酸鈣,則m(CaCO
3)=0.06mol×100g/mol=6g>5.78g,假設(shè)二氧化碳全部來自碳酸鎂,則m(MgCO
3)=0.06mol×84g/mol=5.04g<5.78g,故A既含有CaCO
3,又含有MgCO
3;
(2)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,堿石灰增重2.82g,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(H
2O)=
=0.01mol,故m[Mg(OH)
2]=0.01mol×58g/mol=0.58g,
n(CaCO
3)+n(MgCO
3)=0.06mol,n(CaCO
3)×100g/mol+n(MgCO
3)×84g/mol+0.58g=5.78g,解得:n(MgCO
3)=0.05mol,n(CaCO
3)=0.01mol,
水垢中含有的結(jié)晶水為6.32g-5.78g=0.54g,水垢中結(jié)晶水的物質(zhì)的量為
=0.03mol,
故a:b:x:y=0.01mol:0.05mol:0.01mol:0.03mol=1:5:1:3,故水垢化學(xué)式為CaCO
3?5MgCO
3?Mg(OH)
2?3H
2O,
答:水垢化學(xué)式為CaCO
3?5MgCO
3?Mg(OH)
2?3H
2O;
(3)假設(shè)C粉為xmol,CaCO
3?5MgCO
3?Mg(OH)
2?3H
2O為ymol,最后的混合氣體為100mol,
氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為100mol×(1-0.3%-0.4%-42.5%)=56.8mol,通入的氧氣的物質(zhì)的量為
=14.2mol,
高溫后得到y(tǒng)molCaO、6ymolMgO、4ymolH
2O和混合氣體,
根據(jù)C原子守恒有x+6y=42.5+0.4,
根據(jù)氧原子守恒有23y+2×11.2=0.3×2+0.4+42.5×2+4y+y+6y,
聯(lián)立方程,解得x=14.1,y=4.8
故該小組所取水垢和碳粉的質(zhì)量比為
=17.93,
答:該小組所取水垢和碳粉的質(zhì)量比為17.93.
分析:(1)放出的氣體用足量Ba(OH)
2溶液吸收,得到11.82g沉淀為碳酸鋇,根據(jù)n=
計(jì)算碳酸鋇的物質(zhì)的量,由碳元素守恒可知n(CO
2)=n(BaCO
3),假定碳酸鹽只含有碳酸鈣或碳酸鎂,根據(jù)m=nM計(jì)算其質(zhì)量,據(jù)此確定含有的碳酸鹽;
(2)5.78g剩余固體A灼燒生成二氧化碳的物質(zhì)的量為n(CO
2)=
=0.06 mol,質(zhì)量為0.06mol×44g/mol=2.64g,堿石灰增重2.82g,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(H
2O),進(jìn)而計(jì)算m[Mg(OH)
2],固體A中n(CaCO
3)+n(MgCO
3)=0.06mol,再結(jié)合碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鎂三者質(zhì)量之和為5.78g,計(jì)算固體A中碳酸鈣、碳酸鎂的物質(zhì)的量.水垢中含有的結(jié)晶水為6.32g-5.78g=0.54g,計(jì)算結(jié)晶水的物質(zhì)的量,據(jù)此計(jì)算a:b:x:y的值,確定水垢的化學(xué)式;
(3)假設(shè)C粉為xmol,CaCO
3?5MgCO
3?Mg(OH)
2?3H
2O為ymol,最后的混合氣體為100mol,計(jì)算氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量,進(jìn)而計(jì)算通入的氧氣的物質(zhì)的量,高溫后得到y(tǒng)molCaO、6ymolMgO、4ymolH
2O和混合氣體,根據(jù)C原子守恒有x+6y=42.5+0.4,根據(jù)氧原子守恒有23y+2n(O
2)
通入=0.3×2+0.4+42.5×2+n(H
2O)+n(CaO)+n(MgO),據(jù)此計(jì)算解答.
點(diǎn)評(píng):本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算,難度較大,確定含有氫氧化鎂是解題關(guān)鍵,注意極限假設(shè)法、原子守恒的運(yùn)用,題目數(shù)據(jù)多、過程繁瑣、計(jì)算量較大,為易錯(cuò)題.