Question

【題目】白云石粉是一種生產高級玻璃器皿、醫藥用瓶、光學玻璃的原料，某化學興趣小組對白云石粉極其好奇，決定對其進行探究。
【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式可表示為：xMgCO3 · yCaCO3。（雜質是二氧化硅，其不溶于水，也不與鹽酸反應，受熱不分解）一、定性探究：白云石粉的成分和性質

【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方程式是 。步驟④的反應現象是。
【結論】綜合上述實驗現象可初步證明白云石由碳酸鈣、碳酸鎂組成。
【實驗質疑】小組同學經過討論認為：因氫氧化鈣微溶于水，導致沉淀B中除了氫氧化鎂之外應該還混有氫氧化鈣，對定量測定白云石粉的組成干擾較大，在老師的指導下該興趣小組采用熱分解法進行定量探究。
（4）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氣體；碳酸鈣與碳酸鎂的化學性質相似；碳酸鎂開始分解的溫度為540℃，700℃時完全分解。
【實驗設計】為測定白云石中的含鈣量及x：y的值，該興趣小組設計了如下裝置并進行實驗：

【實驗步驟】①組裝儀器，檢查裝置的氣密性；②準確稱取15.0g白云石粉末放在A裝置中，打開彈簧夾，鼓入一段時間氮氣，稱量B、C、D裝置的質量；③關閉彈簧夾，打開控溫電加熱器，緩緩調升溫度至700℃，持續加熱至固體質量不變；④打開彈簧夾，緩緩鼓入一段時間氮氣，準確稱量B、C、D裝置的質量；⑤關閉彈簧夾，調升溫度至1000℃，持續加熱至固體質量不變，打開彈簧夾，緩緩鼓入一段時間氮氣，準確稱量B、C、D裝置的質量。
實驗數據記錄如下表：

	B中溶液質量/g	C中溶液質量/g	D中溶液質量/g
反應前	50.0	100.0	50.0
700℃	50.0	102.1	50.1
1000℃	50.0	106.3	50.3

【實驗分析和數據處理】
裝置D的作用是；
（5）持續加熱至固體質量不變后緩緩鼓入一段時間氮氣的目的是。
（6）計算白云石中鈣元素的質量分數。（寫出計算過程，結果保留小數點后一位）：、
（7）設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、現象、結論）
（8）白云石（xMgCO3 · yCaCO3）中的x：y=（最簡整數比），若加熱前沒有鼓入一段時間的氮氣，將會導致x：y的值（填偏大、偏小或不變）。

Answer 1

【答案】
（1）漏斗
（2）CO32-
（3）MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaCl,產生白色沉淀
（4）吸收氮氣帶出的水蒸氣,防止測得二氧化碳的質量偏小
（5）使殘留在裝置內的二氧化碳氣體全部被C裝置吸收（其它合理描述均得分）
（6）解：設碳酸鈣的質量為X，

CaCO3 高溫CaO +	CO2↑
100	44
x	4.4g

列比例式得：100：X=44:4.4克解得X=10克其中鈣元素的質量=10克×40／100=4克，鈣元素質量分數=4克／15克×100%=26.7%

（7）取少量反應后固體于試管中,加入足量的稀鹽酸,無氣泡產生,則完全分解
（8）1:2,偏大
【解析】

過濾操作中用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、漏斗；由步驟①②的現象可得出白云石粉中一定含有的離子是CO32-；步驟③生成氫氧化鎂的化學方程式是MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaCl；步驟④的反應現象是產生白色沉淀,過程中是氯化鈣和碳酸鈉發生反應產生碳酸鈣沉淀裝置D的作用是吸收氮氣帶出的水蒸氣，防止測得二氧化碳的質量偏小；持續加熱至固體質量不變后緩緩鼓入一段時間氮氣的目的是：使殘留在裝置內的二氧化碳氣體全部被C裝置吸收.因為根據二者反應的條件的不同確定：碳酸鎂分解產生的二氧化碳的質量是2.2克，而碳酸鈣分解產生的二氧化碳的質量為4.4克，設碳酸鈣的質量為X，

CaCO3 高溫CaO +	CO2↑
100	44
x	4.4g

列比例式得：100：X=44:4.4克解得X=10克其中鈣元素的質量=10克×40／100=4克，鈣元素質量分數=4克／15克×100%=26.7%；證明白云石粉已完全分解的實驗方法是：取少量反應后固體于試管中，加入足量的稀鹽酸，無氣泡產生，則完全分解.所以X和y 的比值是2:1；若加熱前沒有鼓入一段時間的氮氣，將會導致x：y的值偏大，會使得碳酸鎂分解的氣體沒有完全被吸收，使得二者的比值變大.
所以答案是：

漏斗；CO32-；；MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaCl；吸收氮氣帶出的水蒸氣，防止測得二氧化碳的質量偏小；使殘留在裝置內的二氧化碳氣體全部被C裝置吸收；26.7%；取少量反應后固體于試管中，加入足量的稀鹽酸，無氣泡產生，則完全分解；2:1；偏大.