26. 白云石粉是生产高级玻璃器皿、医药用瓶、光学玻璃的原料,某兴趣小组进行探究。
【查阅资料】白云石属于碳酸盐矿物,主要成分的化学式可表示为:xMgCO
3 • yCaCO
3。( 杂质是二氧化硅,其不溶于水,也不与盐酸反应,受热不分解)
一、定性探究:白云石粉的成分
【实验分析】
(1)过滤操作中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、
_________ 。
(2)由步骤①②的现象可得出白云石粉中一定含有的离子是
________ (填离子符号)。
(3)步骤③生成氢氧化镁的化学方程式是
_________ 。步骤④的反应现象是
________ 。
【结 论】白云石由碳酸钙、碳酸镁组成。
【实验质疑】因氢氧化钙微溶于水,对定量测定白云石粉的组成干扰较大,在老师的指导下该兴趣小组采用热分解法进行定量探究。
二、定量探究:白云石的组成
【查阅资料】碳酸钙开始分解的温度为898℃,1000℃时完全分解生成生石灰和二氧化碳气体;碳酸钙与碳酸镁的化学性质相似;碳酸镁开始分解的温度为540℃,700℃时完全分解。
【实验设计】为测定白云石中的含钙量及x:y的值,该小组设计了如下装置并进行实验:
【实验步骤】
①组装仪器,检查装置的气密性;
②准确称取30.0g 白云石粉末放在A装置中,打开弹簧夹,鼓入一段时间氮气,称量;
③关闭弹簧夹,打开控温电加热器,缓缓调升温度至700℃,持续加热至固体质量不变;
④打开弹簧夹,缓缓鼓入一段时间氮气,准确称量B、C、D、E装置的质量;
⑤关闭弹簧夹,调升温度至1000℃,持续加热至固体质量不变,打开弹簧夹,缓缓鼓入一段时间氮气,准确称量B、C、D、E装置的质量。
实验数据记录如表:
装置 | B /g | C /g | D /g | E /g |
反应前 | 150.0 | 200.0 | 150.0 | 120.5 |
700℃ | 150.0 | 208.4 | 150.4 | 120.5 |
1000℃ | 150.0 | 212.6 | 150.6 | 120.5 |
【实验分析和数据处理】
(4)装置D的作用是
_____________ ;
(5)持续加热至固体质量不变后缓缓鼓入一段时间氮气的目的是
_________ 。
(6)计算白云石中钙元素的质量分数(写出计算过程):
___________ 。
(7)设计实验证明白云石粉已完全分解的实验方法是
________ (写出实验方法、现象、结论)。
(8)白云石(xMgCO
3 • yCaCO
3)中的 x:y=
_____ (最简整数比),若加热前没有鼓入一段时间的氮气,将会导致x:y的值
________ (填偏大、偏小或不变)。