白云石粉是一種生產高級玻璃器皿、醫藥用瓶、光學玻璃的原料,某化學興趣小組對白云石粉極其好奇,決定對其進行探究。
【查閱資料】白云石屬于碳酸鹽礦物,白云石粉主要成分的化學式可表示為:xMgCO3?yCaCO3.( 雜質是二氧化硅,其不溶于水,也不與鹽酸反應,受熱不分解)
一、定性探究:白云石粉的成分和性質

【實驗分析】
(1)過濾操作中用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、漏斗漏斗。
(2)由步驟①②的現象可得出白云石粉中一定含有的離子是CO32-CO32-(填離子符號)。
(3)步驟③生成氫氧化鎂的化學方程式是MgCl2+2NaOH═Mg(OH)2↓+2NaClMgCl2+2NaOH═Mg(OH)2↓+2NaCl。步驟④的反應現象是產生白色沉淀產生白色沉淀。
【結 論】綜合上述實驗現象可初步證明白云石由碳酸鈣、碳酸鎂組成。
【實驗質疑】小組同學經過討論認為:因氫氧化鈣氫氧化鈣微溶于水,對定量測定白云石粉的組成干擾較大,在老師的指導下該興趣小組采用熱分解法進行定量探究。
二、定量探究:白云石的組成
【查閱資料】碳酸鈣開始分解的溫度為898℃,1000℃時完全分解生成生石灰和二氧化碳氣體;碳酸鈣與碳酸鎂的化學性質相似;碳酸鎂開始分解的溫度為540℃,700℃時完全分解。
【實驗設計】為測定白云石中的含鈣量及x:y的值,該興趣小組準確稱量了30.0克白云石粉末,設計了如下裝置并進行實驗:

【實驗步驟】
實驗數據記錄如下表:
B中溶液質量/g | C中溶液質量/g | D中溶液質量/g | E中溶液質量/g | |
反應前 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 120.5 |
700℃ | 100.0 | 108.4 | 100.4 | 120.5 |
1000℃ | 100.0 | 112.6 | 100.6 | 120.5 |
(4)實驗前應該先:緩調控溫電加熱700℃持續加熱。觀察到裝置B中
不出現氣泡
不出現氣泡
時表明碳酸鎂已經完全分解。(5)裝置D的作用是
吸收氫氧化鈉溶液中揮發出的水蒸氣
吸收氫氧化鈉溶液中揮發出的水蒸氣
;(6)持續加熱至固體質量不變后緩緩鼓入一段時間氮氣的目的是
使反應生成的二氧化碳全部被氫氧化鈉溶液吸收
使反應生成的二氧化碳全部被氫氧化鈉溶液吸收
。(7)計算白云石中鈣元素的質量為:
4g
4g
(8)設計實驗證明白云石粉已完全分解的實驗方法是
取剩余固體適量于試管中,加入足量稀鹽酸,不產生氣泡,白云石粉已完全分解
取剩余固體適量于試管中,加入足量稀鹽酸,不產生氣泡,白云石粉已完全分解
(寫出實驗方法、現象、結論)(9)白云石(xMgCO3?yCaCO3)中的 x:y=
2:1
2:1
(最簡整數比),加熱前持續通入一段時間氮氣,是為了排出裝置中的空氣,以防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳影響實驗結果
排出裝置中的空氣,以防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳影響實驗結果
若加熱至固體完全分解,沒有鼓入一段時間的氮氣,將會導致x:y的值偏大
偏大
(填偏大、偏小或不變)。【答案】漏斗;CO32-;MgCl2+2NaOH═Mg(OH)2↓+2NaCl;產生白色沉淀;氫氧化鈣;不出現氣泡;吸收氫氧化鈉溶液中揮發出的水蒸氣;使反應生成的二氧化碳全部被氫氧化鈉溶液吸收;4g;取剩余固體適量于試管中,加入足量稀鹽酸,不產生氣泡,白云石粉已完全分解;2:1;排出裝置中的空氣,以防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳影響實驗結果;偏大
【解答】
【點評】
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發布:2024/6/27 10:35:59組卷:72引用:1難度:0.5
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