Question

化学问题求高手回答 200分悬赏

请你参与某学习小组研究性学习的过程，并协助完成相关任务．【研究课题】探究X物质的成分．【查阅资料】（1）X物质可能由Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2、Ca（OH）2、Mg（OH）2、CaCO3、BaCO3中的一种或几种组成．（2）X物质是通过过滤水溶液得到的沉淀．（3）相关物质的溶解性如下表：
物 质 Ca（HCO3）2 Mg（HCO3）2 Ca（OH）2 Mg（OH）2 CaCO3 BaCO3
溶解性 可溶 可溶 微溶 不溶 不溶 不溶
【设计并实施方案】（1）由查阅资料可知X物质肯定不含可溶性的Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2．（2）甲同学在烧杯中放入少量研碎的X物质，加入足量蒸馏水充分搅拌，静置．取上层清液滴入Na2CO3溶液，没有白色沉淀，说明X物质中无

（填化学式）．（3）乙同学设计了下列实验装置，想进一步确定X物质的成分．

其主要实验步骤如下：①按图1组装仪器，关闭活塞b，将50gX物质的粉末放入锥形瓶中，逐滴加入足量稀硫酸，充分反应．②待锥形瓶中不再产生气泡时，打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气；③称量D瓶内物质明显增加的质量；④继续鼓入空气，直至D瓶内物质质量不变；⑤经称量，D瓶内物质增加的质量为20g．【评价】（1）A瓶中的NaOH溶液起到

作用．若A瓶中无NaOH溶液，D瓶中的质量将

（填“增大”、“不变”或“减小”）．（2）分析X物质的可能组成是（有几种写几种）
主要 我想问（2）x物质的组成 请写出详细步骤

Answer 1

（2）Ca（OH）2
（3）①增大
②
样品已经排除掉碳酸氢钙，碳酸氢镁和氢氧化钙
还有:碳酸钡，碳酸钙，氢氧化镁有待检测。
D瓶中增加的质量20g即样品中物质反应生成二氧化碳的质量
三种物质都可以与稀硫酸反应，但是只有碳酸钡和碳酸钙与稀硫酸反应生成二氧化碳。
利用极限法:假设样品中全部是碳酸钡:
BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O
197g..........................44g
50g............................m1
m1=20g*44g/197g=4.47g
然而样品总共生成20g二氧化碳所以不可能只含碳酸钡
假设样品中只含碳酸钙
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
100...........................44g
50g.............................m2
m2=44g*50g/100g=22g
22g＞20g
样品中不可能只含有碳酸钙，但是肯定含有碳酸钙。
所以X物质组成有三种可能:
①碳酸钙+碳酸钡
②碳酸钙+氢氧化镁
③碳酸钙+碳酸钡+氢氧化镁

Answer 2

【设计并实施方案】
（2）甲同学在烧杯中放入少量研碎的X物质，加入足量蒸馏水充分搅拌，静置．取上
层清液滴入Na2CO3溶液，没有白色沉淀，说明X物质中无Ca(OH)2
【评价】
（1）A瓶中的NaOH溶液起到吸收空气中的二氧化碳作用．若A瓶中无NaOH溶液，D瓶中的质量将不变
（2）分析X物质的可能组成是Mg(OH)2+CaCO3或CaCO3+BaCO3
CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑
100-----------------------------------44
50-------------------------------------x
100：:44=50：x
x=44*50/100=22
BaCO3+H2SO4=BaSO4+H2O+CO2↑
193-----------------------------------44
50-------------------------------------x
100：:44=50：x
x=44*50/193=11.4
50克CaCO3与H2SO4反应生成22克CO2，实际生成CO2 20克，而Mg(OH)2与H2SO4反应不生成CO2，50克BaCO3与H2SO4反应生成CO2 11.4克，所以所以X一定是Mg(OH)2与CaCO3或CaCO3与BaCO3的混合物。

Answer 3

（2）甲同学在烧杯中放入少量研碎的X物质，加入足量蒸馏水充分搅拌，静置．取上
层清液滴入Na2CO3溶液，没有白色沉淀，说明X物质中无 氢氧化钙.
1）A瓶中的NaOH溶液起到
除二氧化碳
作用．若A瓶中无NaOH溶液，D瓶中的质量将
增大
（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（2）分析X物质的可能组成是（有几种写几种）
主要 我想问（2）x物质的组成 请写出详细步骤
这太麻烦了,不想算,X的组成:氢氧化镁或氢氧化镁+碳酸钙

Answer 4

X物质可能由Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3中的1种或2种或3种组成．
分别计算出生成 20g CO2 ,需要的CaCO3质量 或 BaCO3质量：
CaCO3(100) -------- CO2(44) , m(CaCO3)=20/44*100=45.45g ;
BaCO3(197) -------- CO2(44) , m(BaCO3)=20/44*197=89.50g 。

讨论：
(1)只有BaCO3没有CaCO3是不可能的,因为产生 20 g CO2 就需要89.50gBaCO3,超过了50g 。
(2)由CaCO3和Mg(OH)2组成是可能的：45.45 g CaCO3 和 50g-45.45 g=4.55g Mg(OH)2 .
(3)当CaCO3、BaCO3同时存在时，产生 20 g CO2 ，CaCO3和BaCO3的总质量范围是45.45g ～89.50g ，
① 当CaCO3和BaCO3的总质量小于50g时，还存在Mg(OH)2。
② 当CaCO3和BaCO3的总质量等于50g时，就这两种碳酸盐。
③ 当CaCO3和BaCO3的总质量大于50g时，超过了50g ，不可能。

结论（共3种可能情况）：
CaCO3、Mg(OH)2；
CaCO3、BaCO3、Mg(OH)2；
CaCO3、BaCO3