某校化學(xué)小組對(duì)熱水壺底部水垢的主要成分進(jìn)行了如下探究,請(qǐng)完成以下活動(dòng)并回答相關(guān)問題。
【查閱資料】天然水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3等離子,在加熱條件下,這些離子趨于生成溶解度更小的物質(zhì)——水垢(主要成分為碳酸鹽和堿)。有關(guān)物質(zhì)的溶解性見下表(20℃):
    陰離子
陽離子
OH-
CO32-
HCO3-
Ca2+
微溶
不溶
可溶
Mg2+
不溶
微溶
可溶
根據(jù)上述物質(zhì)的溶解性,小組同學(xué)確定水垢的主要成分中一定含有             ,可能含有Ca(OH)2和MgCO3。
【提出問題】水垢的主要成分中是否含有Ca(OH)2和MgCO3呢?
【實(shí)驗(yàn)方案1】確定水垢中是否含Ca(OH) 2
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
結(jié)論
在少量研碎的水垢中,加入適量的蒸餾水充分?jǐn)嚢,過濾,在濾液里加入Na2CO3溶液。
 
沒有白色沉淀產(chǎn)生
 
水垢中           。
【實(shí)驗(yàn)方案2】確定水垢中是否含MgCO3
利用下列實(shí)驗(yàn)裝置,完成實(shí)驗(yàn)2探究。其主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:

精確稱量D、E裝置總質(zhì)量為600.0g,按上圖組裝后,將9.8g水垢試樣放入錐形瓶中,加入足量稀鹽酸溶液,待錐形瓶中不再產(chǎn)生氣泡時(shí),打開止水夾K,從導(dǎo)管a處緩緩鼓入空氣,一段時(shí)間后稱量裝置D、E的總質(zhì)量為604.4g(堿石灰主要成分為CaO和NaOH,不考慮稀鹽酸的揮發(fā)性以及裝置內(nèi)空氣、外界空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響)。
【實(shí)驗(yàn)討論】
⑴加入藥品前應(yīng)                ,反應(yīng)結(jié)束后打開止水夾K,緩緩鼓入空氣的目的是                     。
⑵任寫一個(gè)裝置B中生成氣體的化學(xué)反應(yīng)方程式:                   。
⑶裝置 B中生成CO2的質(zhì)量為        g。通過計(jì)算說明該水垢中      (填序號(hào))含MgCO3。
A.一定         B.一定不           C.可能         D.無法確定
【實(shí)驗(yàn)方案3】定量探究水垢中氫氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
另取質(zhì)量為9.8g的水垢試樣,加入7.3%稀鹽酸與之恰好完全反應(yīng),測(cè)得消耗稀鹽酸110 g。結(jié)合以上數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)論,計(jì)算水垢樣品中氫氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫出完整的計(jì)算過程,計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))。
CaCO3和Mg(OH)2  (兩個(gè)都對(duì)得1分)  不含Ca(OH)2   (1)檢查裝置的氣密性 將殘留在裝置中的二氧化碳全部排入D、E裝置中充分吸收   (2)CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑或MgCO3+2HCl = MgCl2+H2O+CO2↑ (3)4.4g  A;氫氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.9%

試題分析:根據(jù)溶解性氫氧化鈣和碳酸鎂屬于微溶,水垢中可能含有,碳酸鈣、氫氧化鎂屬于難溶,所以水垢中的主要成分為氫氧化鎂和碳酸鈣;加入碳酸鈉沒有白色沉淀生成說明沒有鈣離子,說明沒有氫氧化鈣;⑴加入藥品前應(yīng)先檢查裝置的氣密性,鼓入空氣的作用是將殘留在裝置中的二氧化碳全部排入D、E裝置中充分吸收;(2)B裝置有兩個(gè)反應(yīng),為CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑或MgCO3+2HCl = MgCl2+H2O+CO2↑;(3)生成二氧化碳的總質(zhì)量就是D、E裝置總質(zhì)量的前后質(zhì)量之差,為,如果是純的碳酸鈣和足量的酸反應(yīng)生成4.4g二氧化碳則需10g,題目中是9.8g,說明還混有碳酸鎂。
【實(shí)驗(yàn)方案3】解:設(shè)用于產(chǎn)生二氧化碳的鹽酸質(zhì)量為,氫氧化鎂質(zhì)量為
2HCl ~ CO2   Mg(OH) 2+ 2HCl==MgCl2 + 2H2O
73       44       58       73
×7.3%  4.4g          10g×7.3%
,,解得   =100g      =0.58g     
氫氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)= 0.58g/9.8g×100%≈5.9%
答:水垢樣品中氫氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.9%
點(diǎn)評(píng):本題較為綜合,是集實(shí)驗(yàn)探究和化學(xué)方程式計(jì)算于一體的題目,題目較為冗長(zhǎng),屬于較難的題目,在中考中常作為壓軸題出現(xiàn)。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中化學(xué) 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖是某同學(xué)在廚房里看到的食用純堿(主要成分是Na2CO3)包裝袋信息,他帶了一包食用純堿到學(xué)校實(shí)驗(yàn)室.
(1)為測(cè)定室溫下Na2CO3的溶解度,在編號(hào)為A、B、C、D的四個(gè)燒杯中各加入室溫下的水100g,并分別加入取自實(shí)驗(yàn)室的Na2CO3固體,攪拌至充分溶解,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表:
燒杯編號(hào)
A
B
C
D
水的質(zhì)量/克
100
100
100
100
加入Na2CO3的質(zhì)量/克
30
35
40
50
溶液的質(zhì)量/克
130
135
140
140
分析上述數(shù)據(jù),燒杯編號(hào)為CD中的溶液是飽和溶液,室溫下,Na2CO3的溶解度是    
(2)為確定食用純堿的純度,稱取自帶的食用純堿5.4g放入燒杯中,再滴加鹽酸至剛好完全反應(yīng),共用去稀鹽酸25g,得溶質(zhì)質(zhì)量為28.2g(雜質(zhì)溶于水且與鹽酸不反應(yīng)),通過計(jì)算判斷該食用純堿中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是否與包裝袋信息相符.(計(jì)算結(jié)果精確到0.1%)

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科目:初中化學(xué) 來源:不詳 題型:計(jì)算題

小寧需要配制80g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氫氧化鈉溶液來制作“葉脈書簽”.如圖是配制該氫氧化鈉溶液的實(shí)驗(yàn)操作示意圖.

【實(shí)驗(yàn)步驟】
(1)計(jì)算:需要?dú)溲趸c固體      g,水       mL(水的密度以1.0g/cm3計(jì))
(2)稱量:用托盤天平稱取氫氧化鈉固體,用規(guī)格為      (填“10mL”、“50mL”或“100mL”)的量筒取所需要的水,倒入盛有氫氧化鈉的燒杯中.
(3)溶解:用玻璃棒攪拌,使氫氧化鈉固體完全溶解.
【拓展思維】
假如小寧想用上述配制的氫氧化鈉溶液完全中和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸,至少消耗鹽酸的質(zhì)量是多少?(反應(yīng)的化學(xué)方程式為:NaOH+HCl=NaCl+H2O)

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科目:初中化學(xué) 來源:不詳 題型:計(jì)算題

稱取氯化鈉和氯化鈣的固體混合物14 g,放入燒杯中,加入96 g碳酸鈉溶液恰好完全反應(yīng)(反應(yīng)的方程式為Na2CO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl)。待反應(yīng)完全后過濾,稱得濾液的總質(zhì)量為100 g。
(1)根據(jù)質(zhì)量守恒定律,可知生成沉淀的質(zhì)量為___________________________。
(2)固體混合物中氯化鈣的質(zhì)量是多少?
(3)所得濾液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?

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科目:初中化學(xué) 來源:不詳 題型:計(jì)算題

稱取鎂和銅的混合物10g于燒杯中,然后取某稀硫酸100g,平均分成4次加入其中,充分反應(yīng)后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:
 
第1次
第2次
第3次
第4次
加入稀硫酸的質(zhì)量/g
25
25
25
25
生成氫氣的總質(zhì)量/g
0.15
x
0.4
0.4
x = _____________;
上表中從第__________次起,硫酸過量;
求所用稀硫酸的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

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科目:初中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

某4.6g有機(jī)物完全燃燒得到8.8g CO2和5.4 H2O,可以判斷該有機(jī)物組成(  )
A.只含有碳、氫兩種元素B.含碳、氫、氧三種元素
C.含有碳、氫兩種元素,可能含有氧元素D.無法確定

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科目:初中化學(xué) 來源:不詳 題型:計(jì)算題

電解水時(shí)(2H2O 2H2↑+O2↑),常在水中加入硫酸來增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性,但硫酸本身不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),F(xiàn)將溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的稀硫酸90.0 g通電一段時(shí)間后停止反應(yīng),測(cè)得生成氧氣為8.0 g,計(jì)算:
⑴ 電解所消耗的水的質(zhì)量。
⑵ 停止反應(yīng)后,硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為                 (精確到0.1%)。

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科目:初中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

鈀金(Pd)是一種新的首飾。為獲得單質(zhì)鈀,取100 g 17.7%的PdCl2溶液,加入10.0 g鐵粉使其充分反應(yīng),得到鈀及其鐵的氯化物。經(jīng)分析所得鈀的質(zhì)量為10.6 g,未反應(yīng)的鐵粉質(zhì)量為4.4 g。下列說法正確的是
A.生成鐵的氯化物質(zhì)量為12.7 gB.生成鐵的氯化物質(zhì)量為95.0 g
C.生成鐵的氯化物為FeCl2D.生成鐵的氯化物為FeCl3

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科目:初中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

黃銅是Cu和Zn的合金,可用于制造各種儀器零件。為測(cè)定黃銅的組成,課外活動(dòng)小組的同學(xué)取黃銅樣品10 g放入燒杯中,滴入稀硫酸至不再產(chǎn)生氣泡時(shí),測(cè)得消耗了稀硫酸30 g,燒杯中剩余固體質(zhì)量6.1 g。請(qǐng)回答:
(1)測(cè)定過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:________________________________。
(2)燒杯中剩余固體的成分為________;黃銅樣品中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。

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