Question

【題目】(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

【答案】（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：