30.白云石粉是一種生產(chǎn)高級玻璃器皿、醫(yī)藥用瓶、光學(xué)玻璃的原料,某化學(xué)興趣小組對白云石粉極其好奇,決定對其進(jìn)行探究。
【查閱資料】白云石屬于碳酸鹽礦物,白云石粉主要成分的化學(xué)式可表示為:xMgCO
3?yCaCO
3.( 雜質(zhì)是二氧化硅,其不溶于水,也不與鹽酸反應(yīng),受熱不分解)
一、定性探究:白云石粉的成分和性質(zhì)
【實驗分析】
(1)過濾操作中用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、
。
(2)由步驟①②的現(xiàn)象可得出白云石粉中一定含有的離子是
(填離子符號)。
(3)步驟③生成氫氧化鎂的化學(xué)方程式是
。步驟④的反應(yīng)現(xiàn)象是
。
【結(jié) 論】綜合上述實驗現(xiàn)象可初步證明白云石由碳酸鈣、碳酸鎂組成。
【實驗質(zhì)疑】小組同學(xué)經(jīng)過討論認(rèn)為:因
微溶于水,對定量測定白云石粉的組成干擾較大,在老師的指導(dǎo)下該興趣小組采用熱分解法進(jìn)行定量探究。
二、定量探究:白云石的組成
【查閱資料】碳酸鈣開始分解的溫度為898℃,1000℃時完全分解生成生石灰和二氧化碳?xì)怏w;碳酸鈣與碳酸鎂的化學(xué)性質(zhì)相似;碳酸鎂開始分解的溫度為540℃,700℃時完全分解。
【實驗設(shè)計】為測定白云石中的含鈣量及x:y的值,該興趣小組準(zhǔn)確稱量了30.0克白云石粉末,設(shè)計了如下裝置并進(jìn)行實驗:
【實驗步驟】
實驗數(shù)據(jù)記錄如下表:
|
B中溶液質(zhì)量/g |
C中溶液質(zhì)量/g |
D中溶液質(zhì)量/g |
E中溶液質(zhì)量/g |
反應(yīng)前 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
120.5 |
700℃ |
100.0 |
108.4 |
100.4 |
120.5 |
1000℃ |
100.0 |
112.6 |
100.6 |
120.5 |
【實驗分析和數(shù)據(jù)處理】
(4)實驗前應(yīng)該先:緩調(diào)控溫電加熱700℃持續(xù)加熱。觀察到裝置B中
時表明碳酸鎂已經(jīng)完全分解。
(5)裝置D的作用是
;
(6)持續(xù)加熱至固體質(zhì)量不變后緩緩鼓入一段時間氮氣的目的是
。
(7)計算白云石中鈣元素的質(zhì)量為:
(8)設(shè)計實驗證明白云石粉已完全分解的實驗方法是
(寫出實驗方法、現(xiàn)象、結(jié)論)
(9)白云石(xMgCO
3?yCaCO
3)中的 x:y=
(最簡整數(shù)比),加熱前持續(xù)通入一段時間氮氣,是為了
若加熱至固體完全分解,沒有鼓入一段時間的氮氣,將會導(dǎo)致x:y的值
(填偏大、偏小或不變)。