蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成.由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下:(1)蛇纹石矿
解:
在温度压强相同的情况下,同样体积的氮气与氧气质量比为其相对分子质量之比,氮气的相对分子质量是 14.0067×2 = 28.0134 。氧气的相对分子质量是 15.9994×2 = 29.9988 。也就是说,同样体积氮气与氧气质量比为 28.0134 : 29.9988 。
在空气中,氮气与氧气的质量比为 75.47 : 23.20
设氧气体积为 V ,氮气体积是氧气体积的 x 倍。那么氮气体积是 Vx
(V·氮气密度) : (V·氧气密度) = 28.0134 : 29.9988
(Vx·氮气密度) : (V·氧气密度) = 75.47% : 23.20%
二式相除,得到
1/x = (28.0134 ÷ 29.9988) ÷ (75.47% ÷ 23.20%)
算得 x = 3.483(6)
有效数字应该是四位,多留一位以便之后计算。
如果使用整数的相对原子质量,x = 3.48538……
设其它气体体积分数 a% ,密度为 ρ 。
氧气体积分数为 (1 - a%)/(x + 1),则氮气体积分数为 x(1 - a%)/(x + 1) 。这里边 x 是已经求出来的,是系数,a 才是未知数。
所有气体的体积分数分别乘以其密度之和,等于空气的密度。根据条件,可以列出方程组
ρa% + (1 - a%)/(x + 1)ρ氧气 + x(1 - a%)/(x + 1)ρ氮气 = ρ空气
ρa% / ρ空气 = 1.33%
由下边这个方程得到 ρ = 0.0133ρ空气 / a%
于是上边那个方程变成如下形式
1.33ρ空气 + (1 - a%)/(x + 1)ρ氧气 + x(1 - a%)/(x + 1)ρ氮气 = ρ空气
其中ρ空气、ρ氧气、ρ氮气 还有 x 都是已知的了。带入所有已知量,得到 a% = 1.154% ;
如果使用整数的相对原子质量,a% = 0.01152984…… ≈ 1.15%
氮气体积分数 x(1 - a%)/(x + 1) = 76.80%
氧气体积分数 (1 - a%)/(x + 1) = 22.05%
如果使用整数相对原子质量,氮气体积分数为76.81%,氧气体积分数为22.04%
(25.25mL * 0.2000 mol/L)/25.00mL
(1)蛇纹石加盐酸溶解,MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解,反应方程式分别为:MgO+2HCl=MgCl2+H2O,Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O.而SiO2不与盐酸反应,以沉淀的形式除去,故答案为:Fe3+、Al3+;(2)从实验步骤图知:沉淀混合物为Fe(OH)3和Al(OH)3,红色氧化物是沉淀物Fe(OH)3分解后得到的Fe2O3,所以得先加碱把Al(OH)3除掉,反应为:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,然后过滤洗涤灼烧即可;
故答案为:NaOH;过滤、洗涤、灼烧;
(3)从实验步骤图知:上述实验中,步骤Ⅱ中通二氧化碳,生成碳酸钙,碳酸钙分解可得到二氧化碳,作为第Ⅱ步的原料,碱式碳酸镁分解得到CO2,可以循环使用的物质是CaCO3或CO2;
故答案为:CaCO3或CO2;
(4)m(样品)=18.2g,m(CO2)=6.6g,m(MgO)=8.0g,碱式碳酸镁分解:aMgCO3?bMg(OH)2?cH2O
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