Question

2．天然水因含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等離子，煮沸后會形成水垢．現有一種干燥水垢6.32g，加熱除去全部結晶水，得到固體M 5.78g；高溫灼燒M至恒重，殘余固體為CaO和MgO；放出的氣體通入足量澄清石灰水中，產生沉淀6.00g；若產生的氣體完全被堿石灰吸收，堿石灰增重2.82g．下列推斷合理的是（　�。�

• A． M 中一定不含Mg（OH）₂
• B． M中一定含有MgCO₃
• C． 5.78 g M中含CaCO₃0.05mol
• D． 水垢中碳酸鹽質量分數為0.823

Answer 1

分析 放出的氣體通入足量澄清石灰水中，產生沉淀6.00g，可知n（CO₂）=n（CaCO₃）=$\frac{6.00g}{100g/mol}$=0.06mol，
假設二氧化碳全部來自碳酸鈣，則m（CaCO₃）=0.06mol×100g/mol=6g，6.00＞5.78，A中一定有MgCO₃，
5.78g剩余固體A灼燒生成二氧化碳的質量為0.06mol×44g/mol=2.64g，堿石灰增重2.82g，故生成水的質量為2.82g-2.64g=0.18g，固體A中含有氫氧化鎂，由H元素守恒則：n[Mg（OH）₂]=n（H₂O）=$\frac{0.18g}{18g/mol}$=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，以此解答該題．

解答 解：放出的氣體通入足量澄清石灰水中，產生沉淀6.00g，可知n（CO₂）=n（CaCO₃）=$\frac{6.00g}{100g/mol}$=0.06mol，
假設二氧化碳全部來自碳酸鈣，則m（CaCO₃）=0.06mol×100g/mol=6g，6.00＞5.78，A中一定有MgCO₃，
5.78g剩余固體A灼燒生成二氧化碳的質量為0.06mol×44g/mol=2.64g，堿石灰增重2.82g，故生成水的質量為2.82g-2.64g=0.18g，固體A中含有氫氧化鎂，由H元素守恒則：n[Mg（OH）₂]=n（H₂O）=$\frac{0.18g}{18g/mol}$=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，
A．由以上分析可知一定含有Mg（OH）₂，故A錯誤；
B．由以上分析可知一定含有MgCO₃，故B正確；
C．由以上分析可知M中含CaCO₃0.01mol，故C錯誤；
D．水垢中碳酸鹽質量分數為$\frac{0.05mol×84g/mol+0.01mol×100g/mol}{6.32g}$=0.823，故D正確．
故選BD．

點評 本題考查混合物的有關計算，為高考常見題型，側重于學生的分析、計算能力的考查，難度中等，注意利用假設法進行碳酸鎂的確定，利用計算確定含有氫氧化鎂是關鍵．