Question

白云石（主要成分为CaCO₃，MgCO₃）可用作碱性耐火材料和高炉炼铁的溶制等．
（1）甲同学利用加热法测定白云石中MgCO₃的含量，实验曲线如图（MgCO₃的分解温度比CaCO₃低）
①700℃（即B点）对剩余固体的主要成分为

 

（填化学式）．
②该白云石中MgCO₃的质量分数为

 

（保留3位有效数字）．
（2）乙同学利用滴定法测定白云石中MgCO₃的含量．已知：①滴定时，EDTA分别有Ca²⁺或Mg²⁺以物质的量之比1：1进行反应，可用K-B指示剂作为该滴定反应的指示剂；②实验条件下．Mg²⁺开始沉淀时的pH为10，沉淀完全时的pH为11.2，Ca²⁺开始沉淀时的pH为12．
步骤1：准确称取白云石试样m g，在烧杯中用适量稀盐酸完全溶解；
步骤2：冷却后全部转移到250mL容量瓶中定容，
步骤3：从容量瓶中移取试液25.00mL，用NaOH溶液调节溶液pH约为9.5；
步骤4：加入2滴K-B指示剂，以c mol/L的EDTA标准溶液滴定至终点，消耗EDTA溶液V₁mL；
步骤5：再从容量瓶中移取试液25.00mL，

 

；
步骤6：加入2滴K-B指示剂，继续以c mol/L的EDTA标准溶液滴定至终点，消耗EDTA溶液V₂mL．
①根据上述分析数据，测得该白云石试样中MgCO₃的质量分数为

 

（用含字母的代数式表示）．
②配制100mL c mol/L EDTA标准溶液，需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒，

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）①根据信息，碳酸镁分解温度比碳酸钙的低，白云石中先分解的是碳酸镁，分析图象曲线变化特征，图象中A到B过程是碳酸镁分解，BC段是碳酸钙分解；
②设混合物为100g，热失重比22.7%，则碳酸镁分解失重22.7g为碳酸镁分解生成的二氧化碳，依据化学方程式计算出碳酸镁恰好分解时的质量，得到碳酸镁的含量；
（2）①从容量瓶中移取试液25.00mL，用NaOH溶液调节溶液pH约为9.5；镁离子和钙离子全部和c mol/L的EDTA标准溶液反应消耗EDTA溶液V₂mL，再从容量瓶中移取试液25.00mL，用NaOH溶液调节pH至11.2～12之间，镁离子全部沉淀，加入2滴K-B指示剂，继续以c mol/L的EDTA标准溶液滴定至终点，消耗EDTA溶液V₂mL，是钙离子和c mol/L的EDTA标准溶液反应消耗的溶液体积，依据两次滴定数据可以计算镁离子和c mol/L的EDTA标准溶液反应的体积为（V₁-V₂）ml，依据滴定时，EDTA分别有Ca²⁺或Mg²⁺以物质的量之比1：1进行反应计算碳酸镁质量分数；
②依据溶液配制过程和操作选择所需玻璃仪器．

解答： 解：（1）①根据信息，碳酸镁分解温度比碳酸钙的低，白云石中先分解的是碳酸镁，分析图象曲线变化特征，图象中A到B过程是碳酸镁分解，MgCO₃

△   .

MgO+CO₂↑，BC段是碳酸钙分解，所以B点得到固体为MgO和CaCO₃，故答案为：MgO和CaCO₃；   
②B点是碳酸镁恰好分解时的质量变化，设混合物为100g，热失重比22.7%，则碳酸镁分解失重22.7g为碳酸镁分解生成的二氧化碳，
MgCO₃

△   .

MgO+CO₂↑，
84            44
 m            22.7g
m=43.3g
则碳酸镁质量分数为43.3%或0.433，
故答案为：43.3%或0.433；
（2）从容量瓶中移取试液25.00mL，用NaOH溶液调节溶液pH约为9.5；镁离子和钙离子全部和c mol/L的EDTA标准溶液反应消耗EDTA溶液V₂mL，再从容量瓶中移取试液25.00mL，用NaOH溶液调节pH至11.2～12之间，镁离子全部沉淀，加入2滴K-B指示剂，继续以c mol/L的EDTA标准溶液滴定至终点，消耗EDTA溶液V₂mL，是钙离子和c mol/L的EDTA标准溶液反应消耗的溶液体积，依据两次滴定数据可以计算镁离子和c mol/L的EDTA标准溶液反应的体积为（V₁-V₂）ml，依据滴定时，EDTA分别有Ca²⁺或Mg²⁺以物质的量之比1：1进行反应计算碳酸镁质量分数，
故答案为：用NaOH溶液调节pH至11.2～12之间；
①250ml溶液中碳酸镁的质量分数=

(V1-V2)×10-3L×cmol/L×84g/mol

mg

×10×100%=

84c(V1-V2)

m

%，故答案为：

84c(V1-V2)

m

%；
②依据配制溶液的步骤是计算、量取用量筒，溶解用烧杯和玻璃棒，转移玻璃棒，洗涤一并转移到100ml的容量瓶，最后用胶头滴管定容，配制100mL c mol/L EDTA标准溶液，需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、100mL容量瓶、胶头滴管，
故答案为：100mL容量瓶、胶头滴管．

点评：本题考查了实验探究物质组成实验过程和计算分析应用，滴定实验的原理应用，图象理解判断是解题关键，题目难度较大．