Question

菱鎂礦的主要成分是MgCO₃，為了分析某菱鎂礦中鎂元素的含量，某學習小組進行了實驗研究，取10g菱鎂礦，逐漸加入未知濃度的H₂SO₄溶液，生成的氣體全部用NaOH溶液吸收，NaOH溶液增加的質量記錄如下表：

加入H2SO4溶液的質量/g	50	100	150	200
NaOH溶液增加的質量/g	2.2	4.4	4.4	4.4

說明：菱鎂礦中的雜質不溶于水，不與酸發生反應。

（1）10g菱鎂礦與H₂SO₄溶液完全反應，生成CO₂的質量為            。

（2）計算該菱鎂礦中鎂元素的質量分數。（寫出計算過程）

（3）該實驗研究中所用H₂SO₄溶液的溶質的質量分數是            。

（4）為避免溶液排放對環境影響，某同學對上述反應后溶液進行了過濾，并在濾液中加入了1.71%的Ba(OH)₂溶液。請你畫出加入Ba(OH)₂溶液的質量與產生沉淀的質量的關系圖。（在答題卡的坐標中作圖，并標出曲線折點的坐標）

Answer 1

【答案】（1）4.4g 

（2）解：設10g菱鎂礦中碳酸鎂的質量為x，實驗中所硫酸的質量為y，生成硫酸鎂的質量為z。

MgCO₃＋H₂SO₄=MgSO₄＋CO₂↑＋H₂O

84     98     120    44

x       y      z     4.4g

 =   

x=  =8.4g

  y==9.8g

    =   z=  =12g

菱鎂礦中鎂元素的質量分數= ×100%=24%

(3)該實驗研究中所用H₂SO₄溶液的溶質質量分數是=9.8%

（4）

【解析】根據表格信息不難發現，10g菱鎂礦與H₂SO₄溶液完全反應，生成CO₂的質量為4.4g；要計算菱鎂礦中鎂的質量分數，需先根據碳酸鎂與硫酸反應的化學方程式及二氧化碳的質量，計算出碳酸鎂的質量，然后再結合碳酸鎂中鎂元素的質量分數計算出鎂元素的質量最后表示出，碳酸鎂中鎂元素的質量分數即可；碳酸鎂與硫酸反應的化學方程式及生成二氧化碳的質量，可計算出參加反應的硫酸的質量，再結合硫酸溶液的質量便可計算出所使用硫酸的溶質質量分數；實驗中加入的硫酸的總質量為200g×9.8%=19.6g，與氫氧化鋇反應的硫酸質量19.6g-9.8g=9.8g，根據H₂SO₄+Ba(OH)₂=BaSO₄↓+2H₂O可計算出參加反應的氫氧鋇溶液的質量為1000g，生成硫酸鋇沉淀的質量為13.7g，根據參加反應的硫酸鎂的質量及MgSO₄＋Ba(OH)₂=BaSO₄↓+Mg(OH)₂↓可計算出參加反應的氫氧鋇溶液的質量為1000g，反應生成硫酸鋇沉淀的質量為13.7g，反應生成氫氧化鎂沉淀的質量為5.8g。