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请你参与某学习小组研究性学习的过程,并协助完成相关任务.
【研究课题】探究X物质的成分.
【查阅资料】
(1)X物质可能由Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2、Ca(OH)2、Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3中的一种或几种组成.
(2)X物质是通过过滤水溶液得到的沉淀.
(3)相关物质的溶解性如下表:
物质Ca(HCO3)2Mg(HCO3)2Ca(OH)2CaCO3BaCO3
溶解性可溶可溶微溶不溶不溶不溶
【设计实验】
(1)由查阅资料可知X物质中肯定不含
 
.
(2)甲同学在烧杯中放入少量研碎的X物质,加入足量蒸馏水充分搅拌,静置.取上层清液滴入Na2CO3溶液,没有明显现象,说明X物质中一定没有
 
(填化学式).
(3)乙同学设计了下列实验装置,想进一步确定X物质的成分.

其主要实验步骤如下(不考虑稀盐酸的挥发性):
①按图组装仪器,将58gX物质的粉末放入锥形瓶中.打开活塞b,从导管a处缓缓鼓入空气一段时间;
②关闭活塞b,逐滴加入足量稀盐酸,使其充分反应;
③待锥形瓶中不再产生气泡时,打开活塞b,从导管a处缓缓鼓入一定量的空气,直至D瓶内物质质量不变;
④经称量,D瓶内物质增加的质量为22g.
【实验评价】
(1)A装置中NaOH溶液的作用是
 
.若无A装置,D装置中所测质量将
 
(填“偏大”、“不变”或“偏小”).
(2)步骤③中从导管a处缓缓鼓入空气的目的是
 
.
(3)学习小组的同学们根据以上数据通过简单计算,认为X的组成可能有
 
种.
(4)但丙同学认为用此装置实验所测数据明显偏大,你的改进方法是
 
.
【定量分析】学习小组的同学们通过进一步的实验探究,最终确定X物质中一定存在BaCO3、CaCO3、Mg(OH)2.另取X物质30g,加入7.3%稀盐酸与之反应,恰好完全反应时共消耗稀盐酸300g,测得生成气体质量为11g.根据以上数据计算X物质中氢氧化镁的质量分数(写出完整的计算过程,结果保留一位小数).
考点:实验探究物质的组成成分以及含量,常见气体的检验与除杂方法,盐的化学性质,根据化学反应方程式的计算
专题:科学探究
分析:【设计实验】(1)根据六种物质的溶解性进行分析;
(2)根据碳酸钠和氢氧化钙反应能生成白色碳酸钙沉淀进行分析;
【实验评价】(1)根据氢氧化钠会与二氧化碳反应生成碳酸钠,A瓶中的NaOH溶液起到吸收空气中的二氧化碳;若A瓶中无NaOH溶液,空气中的二氧化碳会进入装置中,所以D瓶中的质量将偏大进行分析;
(2)根据反应结束,装置内会存有大量的二氧化碳气体进行分析;
(3)根据前面的推到可知,X物质肯定不含可溶性的Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2、Ca(OH)2,然后结合生成的二氧化碳分析可能的组合;
(4)根据空气中的二氧化碳会与氢氧化钠反应进行分析;
【定量分析】根据题中的数据结合化学方程式进行计算.
解答:解:【设计实验】(1)通过分析六种物质的溶解性表,可以看出碳酸氢钙和碳酸氢镁都溶于水,而X物质是通过过滤水溶液得到的沉淀,所以X物质中肯定不含:Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2;
(2)因为碳酸钠和氢氧化钙反应能生成白色碳酸钙沉淀,所以取上层清液滴入Na2CO3溶液,没有白色沉淀,说明X物质中无Ca(OH)2;
【实验评价】(1)由于空气中含有二氧化碳,所以在这里我们在鼓入空气时,要保证把空气中的二氧化碳除去,如果不除去会导致D装置中的氢氧化钠多吸收了二氧化碳,所以无A装置,D装置中所测质量将偏大;
(2)反应结束,装置内会存有大量的二氧化碳气体,为了使反应充分进行,需要鼓入空气,所以从导管a处缓缓鼓入空气的目的是:将装置B中反应生成的二氧化碳全部鼓入D装置中;
(3)通过分析可知,X物质肯定不含可溶性的Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2、Ca(OH)2;根据题给条件可知,如果全部是碳酸钙,则生成22g气体,而题目中生成了20g二氧化碳,又根据“两种不同金属形成的碳酸盐与足量硫酸反应时,若两金属的化合价相同、两种盐的质量相同,则相对分子质量小者放出的气体多”根据Mr(MgCO3)=84,Mr(CaCO3)=100,所以可以判断在X中还可能含有碳酸镁,由氢氧化镁和稀硫酸不反应,所以还可能含有氢氧化镁,因此X的组合可能是:①Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3;②Mg(OH)2、CaCO3;③CaCO3、BaCO3,所以X的组成可能有3种;
(4)空气中的二氧化碳会与氢氧化钠反应,导致D装置增加的质量偏大,所以改进方法是:在D装置右端导管口连接一个装有碱石灰的干燥装置;
【定量分析】
解:设和碳酸钙、碳酸钡反应的盐酸的质量为x,氢氧化镁的质量为y,
关系式:2HCl-----CO2
        73       44
       x×7.3%   11g
     
73
x×7.3%
=
44
11g

        x=250g
所以和氢氧化镁反应的盐酸的质量为300-250=50g 
     Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
     58       73
     y       50g×7.3%
     
58
y
=
73
50g×7.3%

       y=2.9g
所以氢氧化镁的质量分数为:
2.9
30
×100%=9.7%.
故答案为:【设计实验】(1)Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2;
(2)Ca(OH)2;
【实验评价】(1)吸收鼓入的空气中所含的CO2,偏大;
(2)将装置B中反应生成的二氧化碳全部鼓入D装置中;
(3)3;
(4)在D装置右端导管口连接一个装有碱石灰的干燥装置;
【定量分析】
解:设和碳酸钙、碳酸钡反应的盐酸的质量为x,氢氧化镁的质量为y,
关系式:2HCl-----CO2
        73       44
       x×7.3%   11g
     
73
x×7.3%
=
44
11g

        x=250g
所以和氢氧化镁反应的盐酸的质量为300-250=50g 
     Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
     58       73
     y       50g×7.3%
     
58
y
=
73
50g×7.3%

       y=2.9g
所以氢氧化镁的质量分数为:
2.9
30
×100%=9.7%.
点评:在解此类题时,首先分析题中的反应原理和考查的问题,然后结合题中所给的资料和学过的知识点进行分析解答.
练习册系列答案
相关习题

科目:初中化学 来源: 题型:

下列变化不属于化学变化的是(  )
A、用苛性钠干燥氢气
B、氮的固定
C、石蕊溶液遇酸变红色
D、光合作用

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科目:初中化学 来源: 题型:

下列所示图象与实验相符合的是(  )
A、
饱和Ca(OH)2溶液升温
B、
镁在空气中燃烧
C、
向含少量氢氧化钠的碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸至过量
D、
向氢氧化钠溶液中加水

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科目:初中化学 来源: 题型:

某同学设计实验,用Zn和稀硫酸制H2并用干燥的氢气还原CuO

①写出仪器名称:x是
 
,y是
 
,z是
 
;
②排出该同学实验时的装置顺序
 
;
③若只提供给该同学Zn粒和浓盐酸,实验应证明并除去杂质,改进后仪器接口顺序
 
;
④证明杂质的现象是
 
;依据的化学方程式是
 
.

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科目:初中化学 来源: 题型:

已知木炭粉(假设木炭粉中不含杂质)和氧化铁粉末在加热条件下能发生化学反应,某兴趣小组对该反应展开了如下的探究活动.
【查阅资料】将CO通入氯化钯溶液中,会出现黑色沉淀.
【实验过程】同学们设计了如图所示装置(部分夹持仪器已略去).

(1)探究反应中产生气体的成分
称取9.0g氧化铁和1.2g木炭粉,混合均匀后进行实验.打开止水夹a通一段时间的氮气,关闭a.再对木炭粉和氧化铁粉末的混合物加热一段时间,观察到澄清石灰水变浑浊,氯化钯溶液中出现黑色固体.
木炭粉与氧化铁粉末反应一定生成了
 
气体;E处酒精灯的作用是
 
;B中发生反应的化学方程式为
 
;加热前通一段时间氮气的原因是
 
.
(2)探究反应后剩余固体的成分
【提出猜想】
猜想1:只含有铁;
猜想2:含有铁和木炭;
猜想3:含有
 
;
猜想4:含有铁、木炭和氧化铁.
【实验验证】
小组同学测得剩余固体质量为6.6g,将剩余固体置于烧杯中,向其中加入足量的稀盐酸,固体全部溶解且有大量气泡出现,猜想不成立的是
 
,剩余固体中含有的物质及质量分别为
 
.

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科目:初中化学 来源: 题型:

实验室制取气体所需装置如图所示,请回答以下问题:

(1)用高锰酸钾制取氧气时,所选用的发生装置是
 
(填字母序号,下同),用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,所选用的发生装置是
 
,长颈漏斗中应放入的物质是
 
,锥形瓶中应放入的物质是
 
.其反应的符号表达式为
 
.该反应是
 
 反应.如果要制得较纯净的氧气应该选择装置
 
收集.某同学观察到锥形瓶内有大量气泡时,开始用D装置收集氧气,过一段时间后用带火星的木条伸入瓶口、瓶中和瓶底,都末见木条复燃.其原因是
 
.
(2)实验室选用G装置收集氧气,气体应该从
 
端进入,验满的方法是
 
.
(3)问题分析:①实验过程中发现水槽中的水变红了,原因是
 
.
②用收集到的氧气做铁丝燃烧实验时,瓶底炸裂,产生这种结果的原因可能是
 
.

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科目:初中化学 来源: 题型:

如图是元素周期表的一部分,请回答:
1H
氢
2He
氦
3Li
锂
4Be
铍
5B
硼
6C
炭
7N
氮
8O
氧
9F
氟
10Ne
氖
11Na
钠
12Mg
镁
13Al
铝
14Si
硅
15P
磷
16S
硫
17Cl
氯
18Ar
氩
(1)仔细阅读和观察上表,其中有一种常见元素的元素名称书写有误,请写出其正确的元素名称
 
.
(2)通过归纳,金属元素名称一般有“金”字旁;固态非金属元素名称有“石”字旁;气态非金属元素名称有“气”字头.则硅元素属于
 
②元素;氟元素属于
 
③元素.(选填序号)
①金属         ②固态非金属     ③气态非金属
(3)表中不同种元素最本质的区别是
 
(填序号):
A.质子数不同;B.中子数不同;C.相对原子质量不同
(4)多年前,科学家宣布已人工合成了第116号元素,则此元素的核电荷数为
 
.
(5)图中某元素的离子结构示意图为,该离子的符号为
 
S2-,该元素的原子序数为
 
.

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科目:初中化学 来源: 题型:

生产、生活中处处有化学,请回答:
(1)下表是某地市场销售的一种“加食碘盐”包装袋上的部分文字说明:
配料氯化钠、碘酸钾食用方法勿长时间炖炒
含碘量(20mg-40mg)/kg贮藏指南避热、避光、密封、防潮
保质期18个月
①已知碘酸钾化学式是KlO3(其中K的化合价为+1,O元素的化合价为-2),则在碘酸钾中碘元素的化合价为
 
.
②由食用方法和贮藏指南可推测碘酸钾的化学性质之一是
 
,食盐加碘主要作用
 
.
(2)用盐酸除去盛放石灰水的试剂瓶内壁上附着一层白色固体,发生反应的化学方程式为
 
.
(3)从烧碱、熟石灰、硫酸铵、葡萄糖、磷酸二氢铵、聚氯乙烯等5种物质中选择填空(填名称)
①可用做造纸、纺织等工业的是
 
;
②可用做复合肥的物质是
 
;
③属于有机物的是
 
;
④硫酸铵不能于
 
混合使用,否则降低肥效.

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科目:初中化学 来源: 题型:

向上排空气法收集氧气时,验满的方法是
 
 就说明氧气已满.

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