某校化学小组对热水壶底部水垢的主要成分进行了如下探究,请完成以下活动并回答相关问题。
【查阅资料】天然水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3-等离子,在加热条件下,这些离子趋于生成溶解度更小的物质——水垢(主要成分为碳酸盐和碱)。有关物质的溶解性见下表(20℃):
阴离子 阳离子 |
OH- |
CO32- |
HCO3- |
Ca2+ |
微溶 |
不溶 |
可溶 |
Mg2+ |
不溶 |
微溶 |
可溶 |
根据上述物质的溶解性,小组同学确定水垢的主要成分中一定含有 和 ,可能含有Ca(OH)2和MgCO3。
【提出问题】水垢的主要成分中是否含有Ca(OH)2和MgCO3呢?
【实验方案1】确定水垢中是否含Ca(OH) 2
实验步骤 |
实验现象 |
结论 |
在少量研碎的水垢中,加入适量的蒸馏水充分搅拌,过滤,在滤液里加入Na2CO3溶液。 |
没有白色沉淀产生 |
水垢中 。 |
【实验方案2】确定水垢中是否含MgCO3
利用下列实验装置,完成实验2探究。其主要实验步骤如下:
精确称量D、E装置总质量为600.0g,按上图组装后,将9.8g水垢试样放入锥形瓶中,加入足量稀盐酸溶液,待锥形瓶中不再产生气泡时,打开止水夹K,从导管a处缓缓鼓入空气,一段时间后称量装置D、E的总质量为604.4g(碱石灰主要成分为CaO和NaOH,不考虑稀盐酸的挥发性以及装置内空气、外界空气对实验的影响)。
【实验讨论】
⑴加入药品前应 ,反应结束后打开止水夹K,缓缓鼓入空气的目的是 。
⑵任写一个装置B中生成气体的化学反应方程式: 。
⑶装置 B中生成CO2的质量为 g。通过计算说明该水垢中 (填序号)含MgCO3。
A.一定 B.一定不 C.可能 D.无法确定
【实验方案3】定量探究水垢中氢氧化镁的质量分数
另取质量为9.8g的水垢试样,加入7.3%稀盐酸与之恰好完全反应,测得消耗稀盐酸110 g。结合以上数据和实验结论,计算水垢样品中氢氧化镁的质量分数(写出完整的计算过程,计算结果保留一位小数)。
黄铜是铜、锌合金,它可用来制造机器、电器零件及日用品。某化学兴趣小组取含铜35%的黄铜样品20克,加入到100g稀硫酸中。(假设样品中不含其它杂质)
①该黄铜样品中含铜的质量是_______,
②若稀硫酸恰好完全反应,则该稀硫酸中溶质的质量分数是多少?(反应方程式:Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 )
某化学兴趣小组为了测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数,取用2.0 g石灰石样品,把25.0g质量分数为10%的稀盐酸分五次加入样品中(样品中的杂质既不与盐酸反应,也不溶解于水),每次充分反应后都经过滤、干燥、称量,得实验数据如下:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
稀盐酸的累计加入量 |
5.0g |
10.0g |
15.0g |
20.0g |
25.0 g |
剩余固体的质量 |
1.5g |
1.0g |
0.5g |
0.3g |
0.3g |
请计算:
(1)2.0g石灰石样品中碳酸钙的质量为,石灰石中碳酸钙的质量分数为。
(2)请你继续计算反应生成溶液中氯化钙的质量分数(计算过程和结果均保留一位小数)。
小强家有一包黄铜(铜、锌合金),包装说明如图,他对包装说明上的质量分数产生了疑问,他称取20g黄铜样品放入烧杯中,然后往烧杯中加入稀硫酸93.7g,恰好完全反应,反应后称得烧杯内物质共113.5g。
(1)反应产生氢气g。
(2)通过计算判断该黄铜样品中铜的质量分数是否与包装说明相符(计算结果精确到0.1%,下同)。
(3)计算反应后所得溶液中溶质的质量分数是多少?
2011年3月11日,日本发生9级大地震,为防止灾区的病菌传播,防疫人员使用了“漂白粉”来杀菌消毒, “漂白粉”的有效成分为次氯酸钙[化学式为:Ca(ClO)2]。请回答:
(1)钙、氯、氧三种元素的质量比为。
(2)次氯酸钙中氯元素的质量分数是(精确到0.1%)。
(3)若灾区饮用水每50kg至少需要漂白粉250g,则将一桶水(约20kg)进行消毒至少须加漂白粉g。
工业纯碱中常含有少量的NaCl杂质。下图是测定纯碱样品中Na2CO3质量分数的实验装 置,反应的化学方程式为:Na2CO3 + H2SO4Na2SO4 + H2O + CO2↑。(装置气密性良好, 纯碱样品质量为11.0 g,装置D反应前的质量为172.2 g)。
操作步骤为:
①将样品装入B装置广口瓶中→打开止水夹,
缓缓鼓入空气数分钟;
②连接装置D→关闭止水夹,向盛有样品的广口瓶
中滴加稀硫酸至不再产生气泡;
③打开止水夹,再次缓缓鼓入空气数分钟;
④称量反应后装置D的质量为176.6 g。(假设每套装置均反应完全)。
(1)在实验过程中装置D吸收二氧化碳g,计算纯碱样品中Na2CO3的质量分数。
⑵如果去掉C装置,则测定结果(填序号)。
①大②偏小③不变