Question

帮忙解释一下这道化学题的解析

原题是这样的：
水垢可以看作由多种物质组成的混合物，为研究含Ca2+，Mg2+，HCO3-的水所形成水垢的化学组成，取干燥的水垢6.32g加热使其失去结晶水，得到5.78g剩余固体A，高温灼烧A至恒重，残余固体为CaO和MgO，放出的气体用过量Ba（OH）2溶液吸收，得到11.82g沉淀。
（1）通过计算确定A中是否含有碳酸镁。
（2）5.78g剩余固体A灼烧至恒重时产生的气体完全被碱石灰吸收，碱石灰增重2.82g，通过计算确定A中各成分的物质的量并计算出水垢中碳酸盐的质量分数。

解答是:
1、取干燥的水垢6.32g加热使其失去结晶水，由此我们可依据5.78g固体A加热后产生11.82g沉淀（BaCO3），可列关系式BaCO3-CO2，得出CO2为0.06摩尔.
以下我们可采用极值法,若CO2全部为CaCO3产生,则可得出A质量为6克.因此,我们可知晓A中必然含有MgCO3.
2、m(CO2) =0.06mol ×44g/mol = 2.64g，但事实上碱石灰增重为2.82g,可见这个产生气体中应该含有H2O,因此m(H2O) = 2.82g－2.64g=0.18g,而固体中则说明应该含有Mg(OH)2;[Mg(OH)2]= n(H2O)=0.18g/18g.mol =0.01mol
得出 m[Mg(OH)2]= 0.01mol ×58g/mol = 0.58g

n(CaCO3)+ n(MgCO3)=0.06

n(CaCO3)·100g/mol + n(MgCO3)·84g/mol + 0.58g = 5.78g

解得：n(MgCO3)=0.05mol，n(CaCO3)=0.01mol
以下就好解决了,
0.01mol ·100g/mol +0.05mol·84g/mol /6.32g*100%=82.3%

我的问题就是：“说明应该含有Mg(OH)2;[Mg(OH)2]= n(H2O)=0.18g/18g.mol =0.01mol ”这句话中，为什么只推断出Mg(OH)2，为什么没有可能有Ca(OH)2?
解析摘自知道上某问题的回答，如果当时的回答者能看到并解释一下再好不过了。
谢谢大家！

Answer 1

原来计算的不对！！！！错误有两点：
1
“5.78g剩余固体A灼烧至恒重时产生的气体完全被碱石灰吸收，碱石灰增重2.82g”
“m(CO2) =0.06mol ×44g/mol = 2.64g，但事实上碱石灰增重为2.82g,可见这个产生气体中应该含有H2O,因此m(H2O) = 2.82g－2.64g=0.18g,而固体中则说明应该含有Mg(OH)2”
“n(CaCO3)·100g/mol + n(MgCO3)·84g/mol + 0.58g = 5.78g ”
都说有Mg(OH)2了，计算时怎么不加进去？？？？？明显自相矛盾。

2.产物有H2O，凭什么就判断有Mg(OH)2，哪里的道理？？？？

我认为正确的计算：

“m(CO2) =0.06mol ×44g/mol = 2.64g，但事实上碱石灰增重为2.82g,可见这个产生气体中应该含有H2O”，没问题。

“5.78g剩余固体A灼烧至恒重时产生的气体完全被碱石灰吸收，碱石灰增重2.82g”“残余固体为CaO和MgO”
CaO和MgO的质量和为5.78-2.82=2.96g。

引用前面计算CO2：0.06mol，H2O：0.01mol，
56n（CaO）+ 40n（MgO）=2.96g。

若HCO3-：0.02mol，CO3^2-：0.04mol。
n（CaO）+ n（MgO）=0.04+0.02/2=0.05mol，计算无解。

若OH-：0.02mol，CO3^2-：0.06mol，
n（CaO）+ n（MgO）=0.06+0.02/2=0.07mol，
n（CaO）=0.01
n（MgO）=0.06
即CaCO3 0.01mol
Mg(OH)2 0.01mol
MgCO3 0.05mol
计算质量和5.78g，正确。

Answer 2

我的问题就是：“说明应该含有Mg(OH)2;[Mg(OH)2]= n(H2O)=0.18g/18g.mol =0.01mol ”这句话中，为什么只推断出Mg(OH)2，为什么没有可能有Ca(OH)2?

由于氢氧化镁是难溶物质，而氢氧化钙是微溶物质。氢氧化镁的溶解度比氢氧化钙小的多，所以首先生成氢氧化镁，而不是氢氧化钙。

Answer 3

20摄氏度时，四个沉淀物在100g水中的溶解度为：
CaCO3 0.0006 -0.00077g
Ca(OH)2: 0.0173g
MgCO3: 0.039g
Mg(OH)2: 0.00096g
根据溶解度可知，若CO3(2-)和OH-同时存在，Ca2+肯定先与CO3(2-)结合，而Mg2+则相反；若Ca2+和Mg2+同时存在，CO3(2-)肯定先与Ca2+结合，而OH-则相反.
所以若含有碱的沉淀物，肯定是Mg（OH）2。只有Mg2+先将OH-结合完毕，才会与CO3(2-)结合生成MgCO3。