水垢是由多种物质组成的混合物,为研究含有Ca2+、Mg2+和HCO3-成分的水所形成水垢的化学组成,取干燥的水垢6.32g,加热使其失去结晶水,得到5.78g剩余固体A;高温灼烧A至恒重,残余固体为CaO和MgO,放出的气体用过量的Ba(OH)2溶液吸收,得到11.82g沉淀.
(1)通过计算确定A中是否含有碳酸镁.
(2)若5.78g剩余固体A灼烧至恒重时产生的气体完全被碱石灰吸收,碱石灰增重2.82g,通过计算确定A中各成分的物质的量.
(3)计算水垢中碳酸盐的质量分数.
网友回答
解:(1)n(CO2)==0.06?mol,假设二氧化碳全部来自碳酸钙,则m(CaCO3)=0.06mol×100g/mol=6g,大于6.00>5.78,A中一定有MgCO3,
答:固体A中一定含有碳酸镁;
(2)碱石灰增重2.82g为,5.78g剩余固体A灼烧生成二氧化碳的质量为0.06mol×44g/mol=2.64g,故生成水的质量为2.82g-2.64g=0.18g,固体A中含有氢氧化镁,由H元素守恒则: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:固体A中氢氧化镁为0.01mol、碳酸钙为0.01mol、碳酸镁为0.05mol;
(3)m(碳酸盐)=0.05mol×84g?mol-1+0.01mol×100g?mol-1=5.2g,
故ω(碳酸盐)=×100%=82.3%
答:水垢中碳酸盐的质量分数为82.3%.
解析分析:(1)假设二氧化碳全部来自碳酸钙,11.82g沉淀为碳酸钡,根据n=计算碳酸钡物质的量,利用碳原子守恒计算碳酸钙的物质的量,再根据m=nM计算碳酸钙的质量,据此判断;
(2)碱石灰增重2.82g为,5.78g剩余固体A灼烧生成二氧化碳的质量为0.06mol×44g/mol=2.64g,故生成水的质量为2.82g-2.64g=0.18g,固体A中含有氢氧化镁,根据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,据此计算确定;
(3)根据m=nM计算各碳酸盐的质量,进而计算碳酸盐的总质量,再根据质量分数定义计算.
点评:本题考查混合物的有关计算,难度中等,注意(1)利用假设法进行碳酸镁的确定,(2)中利用计算确定含有氢氧化镁是关键.