Question

请教一道化学计算题，谢谢！

实验室有一包食盐，除去了难溶性杂质，仍含杂质CaSO4,MgSO4,CaCl2，Ca(HCO3)2(或MgCl2，Mg(HCO3)2)。称取该食盐20.000g,测得其中含Ca2+、Mg2+两种离子共0.009mol，SO4(2-)0.002mol，HCO3-0.012mol,（1）若实验到此为止，求食盐中NaCl的纯度范围（2）另取20.000g该实验样品溶于水配成稀溶液，加热煮沸一段时间，冷却后过滤干燥，的不含结晶水的白色沉淀物0.558g。求该食盐中所含Mg2+的物质的量（不考虑在稀溶液中逸出HCl）

Answer 1

SO4(2-)0.002mol，对应钙镁离子0.002mol；HCO3-0.012mol,对应钙镁离子0.006mol；剩余的0.001mol钙镁离子应该结合氯离子0.002mol；以上共计质量为：全部按照镁离子计算，是1.211克；全部按照钙离子计算，是1.355克；所以，（1）若实验到此为止，求食盐中NaCl的纯度范围是（20.000-1.355）/20.000=93.225% ～ （20.000-1.211）/20.000=93.945%
（2）不含结晶水的白色沉淀物0.558g,是碳酸氢钙、镁分解生成的碳酸钙、镁；物质的量应该是0.012/2=0.006mol，这样一来，平均摩尔质量就是0.588/0.006=98,可以求出钙镁离子的物质的量之比是7 ：1，该食盐中所含Mg2+的物质的量=0.009×1÷8＝0.001125mol 。

Answer 2

(1)根据溶液是电中性（即溶液中的正电荷等于负电荷），杂质所带的正电荷总量=2*0.009=0.018mol。则杂质中的cl-=正电荷总量-2*0.002-0.012=0.002mol，假设杂质中只含Ca2+，则杂质的质量=40*0.009+96*0.002+122*0.012+35.5*0.002=2.087g。此时NaCl%=（20-2.087）/20*100%=89.565%；如果杂质中只含Mg2+，则杂质的质量=24*0.009+96*0.002+122*0.012+35.5*0.002=1.943g，此时NaCl%=（20-1.943）/20*100%=90.285%。则89.565%<NaCl%<90.285%。
（2）第一问中，HCO3-0.012mol，假设不含结晶水的白色沉淀物是CaCO3，则沉淀物质量应为0.012/2*100=0.6g，假设不含结晶水的白色沉淀物是MgCO3，则沉淀物质量应为0.012/2*84=0.504g，说明沉淀物是CaCO3和MgCO3的混合物，利用十字交叉法，得到CaCO3:MgCO3=(0.558-0.504):(0.6-0.558)=0.054:0.042=9:7。同时也说明了，溶液中的Ca2+离子都沉淀下来了，CaCO3的物质的量=(0.012/2)*9/16=0.003mol，Ca2+的物质的量=CaCO3的物质的量=0.003mol，则Mg2+的物质的量=0.009-0.003=0.006mol。