白云石粉是一种生产高级玻璃器皿、医药用瓶、光学玻璃的原料,某化学兴趣小组对白云石粉极其好奇,决定对其进行探究.
【查阅资料】白云石属于碳酸盐矿物,白云石粉主要成分的化学式可表示为:xMgCO3•yCaCO3 . ( 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:白云石粉的成分和性质
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】综合上述实验现象可初步证明白云石由碳酸钙、碳酸镁组成.
[实验质疑】小组同学经过讨论认为:因氢氧化钙微溶于水,导致沉淀B中除了氢氧化镁之外应该还混有氢氧化钙,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,该兴趣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15.0g 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B、C、D装置的质量;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装置的质量.
实验数据记录如表:
B中溶液质量/g | C中溶液质量/g | D中溶液质量/g | |
反应前 | 50.0 | 100.0 | 50.0 |
700℃ | 50.0 | 102.1 | 50.1 |
1000℃ | 50.0 | 106.3 | 50.3 |
【实验分析和数据处理】
①装置D的作用是什么?
②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什么?
③计算白云石中钙元素的质量分数.(写出计算过程,结果保留小数点后一位):
④设计实验证明白云石粉已完全分解的实验方法是什么(写出实验方法、现象、结论)
⑤白云石(xMgCO3•yCaCO3)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).