Question

【题目】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

【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】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。
（4）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。
实验数据记录如下表：

	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】
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，结果保留小数点后一位）：、
（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（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）。

Answer 1

【答案】
（1）漏斗
（2）CO32-
（3）MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaCl,产生白色沉淀
（4）吸收氮气带出的水蒸气,防止测得二氧化碳的质量偏小
（5）使残留在装置内的二氧化碳气体全部被C装置吸收（其它合理描述均得分）
（6）解：设碳酸钙的质量为X，

CaCO3 高温CaO +	CO2↑
100	44
x	4.4g

列比例式得：100：X=44:4.4克解得X=10克其中钙元素的质量=10克×40／100=4克，钙元素质量分数=4克／15克×100%=26.7%

（7）取少量反应后固体于试管中,加入足量的稀盐酸,无气泡产生,则完全分解
（8）1:2,偏大
【解析】

过滤操作中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗；由步骤①②的现象可得出白云石粉中一定含有的离子是CO32-；步骤③生成氢氧化镁的化学方程式是MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaCl；步骤④的反应现象是产生白色沉淀,过程中是氯化钙和碳酸钠发生反应产生碳酸钙沉淀装置D的作用是吸收氮气带出的水蒸气，防止测得二氧化碳的质量偏小；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：使残留在装置内的二氧化碳气体全部被C装置吸收.因为根据二者反应的条件的不同确定：碳酸镁分解产生的二氧化碳的质量是2.2克，而碳酸钙分解产生的二氧化碳的质量为4.4克，设碳酸钙的质量为X，

CaCO3 高温CaO +	CO2↑
100	44
x	4.4g

列比例式得：100：X=44:4.4克解得X=10克其中钙元素的质量=10克×40／100=4克，钙元素质量分数=4克／15克×100%=26.7%；证明白云石粉已完全分解的实验方法是：取少量反应后固体于试管中，加入足量的稀盐酸，无气泡产生，则完全分解.所以X和y 的比值是2:1；若加热前没有鼓入一段时间的氮气，将会导致x：y的值偏大，会使得碳酸镁分解的气体没有完全被吸收，使得二者的比值变大.
所以答案是：

漏斗；CO32-；；MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaCl；吸收氮气带出的水蒸气，防止测得二氧化碳的质量偏小；使残留在装置内的二氧化碳气体全部被C装置吸收；26.7%；取少量反应后固体于试管中，加入足量的稀盐酸，无气泡产生，则完全分解；2:1；偏大.