Question

(7分)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H2S04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的影響，某同學對上述反應后溶液進行了過濾，并在濾液中加入了l.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

（1）4.4g
（2）菱鎂礦中鎂元素的質量分數為24%。
（3）9.8%
（4）作圖見下圖曲線

解析試題分析：（1）碳酸鎂可與稀硫酸反應生成二氧化碳氣體，氫氧化鈉可與二氧化碳氣體反應。所以氫氧化鈉溶液增重的質量即為反應生成的二氧化碳的質量。由于氫氧化鈉溶液增重的質量最大值為4.4g。所以生成CO₂的質量為4.4g。
（2）根據題意可知：已知量為生成二氧化碳的質量；未知量為菱鎂礦中鎂元素的質量分數。解題思路：可根據二氧化碳與碳酸鎂在反應體系中的質量關系，求出碳酸鎂的質量。再進一步可計算出菱鎂礦中鎂元素的質量分數。具體過程如下：
解：設菱鎂礦中MgCO₃的質量為x。
MgCO₃+H₂SO₄＝MgSO₄+H₂O+CO₂↑
84                         44
x                         4.4g
84∶44=x∶4.4g
x = 8.4g
菱鎂礦中鎂元素的質量分數=[（8.4g×24/84）÷10g]×100%=24%
答：該菱鎂礦中鎂元素的質量分數為24%。
（3）根據表格中的數據可知：第一、二兩次中的硫酸完全反應，所以可根據第一、二兩次中二氧化碳的質量計算出參加反應的硫酸的質量，進一步計算出硫酸的質量分數。具體過程如下：
解：設所用H₂SO₄溶液的溶質的質量分數為y
MgCO₃+H₂SO₄＝MgSO₄+H₂O+CO₂↑
98                  44
100gy               4.4g
98：44=100gy：4.4g
y = 9.8%
所用H₂SO₄溶液的溶質的質量分數為9.8%。
（4）加入的氫氧化鋇可先與過量的稀硫酸反應。由于過量的稀硫酸中硫酸的質量為（200g—100g）×9.8%= 9.8g。根據反應的化學方程式可計算出：可恰好反應掉氫氧化鋇溶液的質量為1000g，同時生成硫酸鋇沉淀的質量為23.3 g。所以圖像中的第一個折點的坐標為（1000，23.3 ）。
再加入的氫氧化鋇與硫酸鎂反應。根據反應的化學方程式可計算出：硫酸鎂的質量為12 g，可恰好反應掉氫氧化鋇溶液的質量為1000g，同時生成硫酸鋇沉淀的質量為23.3 g，生成氫氧化鎂沉淀的質量為5.8 g。因此圖像中的第二個折點所用的氫氧化鋇溶液的質量為1000 g+1000 g=2000 g。同時沉淀的質量為23.3 g+23.3 g+5.8 g=52.4 g。所以圖像中的第二個折點的坐標為（2000，52.4）。
再加入氫氧化鋇時，不再產生沉淀。可根據規律進行描點和畫圖為：
考點：根據化學方程式的計算