第5讲 物质的检验鉴别与分离(4考点+4题型)-2024-2025学年(浙教版)九年级上册科学期中期末题型复习讲义
2024-09-08
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内容正文:
第5讲 物质的检验鉴别与分离
考点一、物质的鉴别 1
考点二、离子共存 3
考点三、除杂题 3
考点四、混合物的分离 4
题型1物质的鉴别 4
题型2共存问题 7
题型3除杂问题 9
题型4混合物的分离 14
考点一、物质的鉴别
鉴别是通过化学实验将几种不同特性的物质区别开来。如鉴别两瓶无色溶液哪瓶是NaCl或KNO3。我们只要把NaCl溶液中的Cl-检验出来,即可认定NaCl溶液,另一瓶则是KNO3溶液。
(1)常见离子鉴别的特效试剂
H+和OH-:紫色石蕊试液或pH试纸。
OH-:无色酚酞试液(可鉴别碱性溶液)——变红。
Cl-:AgNO3溶液和稀HNO3——有白色沉淀。
SO42-:BaCl2溶液和稀HNO3——有白色沉淀。
CO32-:稀HCl和石灰水——有CO2↑。
PO43-:AgNO3溶液——有黄色沉淀。
NH4+:强碱溶液(NaOH)——有NH3↑。使湿润红色石蕊试纸变蓝。
(2)特征离子关系图
(3)物质鉴别的原则
①操作简便:能用物理方法鉴别的不用化学方法。能用一种试剂鉴别的不用多种试剂。
②现象明显:使待检物质的现象对比度较大。
③防止干扰:鉴别Cl-和SO42-时,只能用BaCl2溶液不能用AgNO3溶液。
(4)物质鉴别的思路和方法
①气体鉴别:一看颜色,二用试纸,三用火点,四加试剂。
②固体、液体鉴别:一看颜色,二看气体,三辨沉淀。
③一种试剂的鉴别:
A.几种溶液含不同阳离子时,常选用Ba(OH)2溶液或NaOH溶液做鉴别试剂。
B.几种溶液含不同阴离子时,常选用强酸做鉴别试剂。
C.几种溶液酸碱性不同时,常选用紫色石蕊做鉴别试剂。
D.几种物质是金属或金属氧化物时,常选用稀强酸做鉴别试剂。
E.一种试剂与四种溶液反应时,应是现象对比度大。多数是有沉淀、有气体,既有沉淀又有气体、沉淀颜色不同,无明显现象。
F.当给定的一种试剂不能鉴别出被检物时,可从已鉴别出的物质中找出一种试剂再鉴别。
④不同试剂的鉴别:
A.观察法:根据物理性质中颜色、气味、状态、溶解性等进行鉴别。
B.热分解法:根据不同物质的热稳定性,利用产物的不同性质特征进行鉴别。
C.相互作用法:根据两两混合后的不同现象进行鉴别。
考点二、离子共存
分析:混在一起会发生化学反应的离子不能共存。
1、不能共存的离子
Cl-和Ag+(AgCl↓)
SO42-和Ba2+(BaSO4↓)
OH-
CO32-
HCO3-和H+(H2O+CO2↑)
2、隐含条件
(1)pH<7或酸性溶液,则溶液一定存在H+,且该溶液中没有能与H+反应的物质(离子)。
常见的描述有:酸性溶液、pH=2(pH<7)的溶液、能使紫色石蕊溶液呈红色的溶液、加入活泼金属能放出氢气的溶液、加入碳酸盐或碳酸氢盐能放出气体的溶液等。
(2)pH>7或碱性溶液,则溶液一定存在OH-,且该溶液中没有能与OH-反应的物质(离子)。
常见的描述有:碱性溶液、pH=11(pH>7)的溶液、使无色酚酞溶液呈红色的溶液、使紫色石蕊溶液呈蓝色的溶液等。
(3)溶液为无色透明,则溶液一定不存在有色离子,如Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4-等。溶液也不能形成浑浊或沉淀,即所给混合物中能发生反应生成沉淀的离子不能共存。
考点三、除杂题
解答除杂质一类的题目时,要注意三原则;三要领;五种常用的方法。
三原则:①不引入新杂质;②不减少被提纯物质的质量;③杂质便于分离。
三要领:①根据物理性质或化学性质的差异;②确定除杂质方法;③选择适宜试剂。
除杂质思路分析方法:
(1)沉淀法:加入一种试剂将被除去的杂质变为沉淀,再用过滤法除去。
(2)化气法:加热或加入一种试剂将杂质变为气体逸出。
(3)置换法:利用置换反应的原理将杂质除去。
(4)转纯法:将被除去的杂质变为提纯的物质。
(5)吸收法:常用于气体的提纯。
在掌握了以上除杂质的原则、要领、方法后,解答题目时要审清题目要求,分析理顺思路且与题目要求吻合,才能准确解题。
考点四、混合物的分离
(1)可溶性与难溶性物质的混合物——常用溶解、过滤、蒸发三步操作加以分离,分别得到纯净物。如:粗盐的提纯;BaSO4和Na2SO4的混合物。
(2)两种物质均溶于水,但两种物质的溶解度一种随温度变化大,另一种变化不大时,可考虑——结晶法。即冷却热饱和溶液的方法加以分离。如:NaCl和KNO3的混合物。
(3)两种物质均溶于水时,可考虑用化学方法分离。如BaCl2和NaCl的混合物。可将混合物先溶于水,加入适量Na2CO3溶液,得到BaCO3和NaCl溶液。
BaCl2+ Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl。将沉淀过滤出,洗净后在沉淀中加入适量盐酸溶液,又得到BaCl2溶液,CO2逸出。BaCO3+2HCl =BaCl2+H2O+CO2↑。最后分别将NaCl溶液和BaCl2溶液蒸发,分别得到纯净的NaCl固体和BaCl2固体。
注意事项:用化学方法或用物理方法进行混合物分离时,要区别除杂质与分离物质的不同点是:除杂质时只要求把杂质除掉、保留原物质即可;而混合物分离是几种物质用一定的方法分开,原混合物中各成分都必须保留。
题型1物质的鉴别
[题型专练1]. (2024•金华三模)下列鉴别物质的方法中,切实可行的是( )
①用酚酞试液鉴别NaCl溶液和盐酸
②用氯化钡溶液鉴别稀盐酸和稀硫酸
③用燃烧的木条鉴别空气和二氧化碳
④用水鉴别NH4NO3和CaCO3固体
A.①②③④ B.②③ C.②③④ D.③④
[题型专练2]. (2024•杭州二模)A~G是初中科学常见的七种物质,它们之间的转化关系如图所示(“→”表示反应可一步实现,部分物质和反应条件已略去)。已知:A是一种紫黑色固体,F是相对分子质量最小的氧化物,G为具有刺激性气味的气体。
(1)A的化学式是 。
(2)B在反应②中的用途是 。
(3)从微观角度分析,F的化学性质不同于E的原因是 。
[题型专练3]. (2024•宁波模拟)如图1所示,某兴趣小组同学设计了一个“彩灯游戏”,游戏规则如下:在“电源开关”处填入一种化合物,使其与三条支路上的灯笼对应的物质均能发生反应,三盏彩灯即可同时亮起。
(1)电源开关处化合物的化学式可以是 ;(填写一种)
(2)图2为灯笼中三种物质的二歧分类检索表,表示CO2的是 (选填“甲”“乙”或“丙”);
(3)C中发生反应的化学方程式: 。
[题型专练4]. (2022秋•新昌县期末)常温下,甲、乙、丙三种物质间通过一步反应能实现如图转化。下列选项中符合图示转化关系的是( )
选项
甲
乙
丙
A
CO
C
CO2
B
K2CO3
CO2
CaCO3
C
Fe2O3
FeCl3
Fe(OH)3
D
Mg
MgO
MgSO4
[题型专练5]. (2023秋•庆元县校级月考)某混合溶液可能含Na2SO4、Na2CO3、CuSO4、NaOH中的一种或几种溶质,为验证其组成,小明设计了如图实验。[注:Ba(NO3)3溶液呈中性]
(1)该混合溶液中一定没有的溶质是 。
(2)图中白色沉淀的化学式是 。
(3)按以上步骤不能验证其组成是否含有氢氧化钠,若改变上述实验中所用三种试剂的滴加顺序,就可以验证其组成,则这三种试剂滴加的顺序依次为 (填写序号)。
题型2共存问题
[题型专练6]. (2023秋•杭州期中)下列离子能在pH=2的无色溶液中大量共存的是( )
A.Cu2+、SO42﹣、Cl﹣、Na+
B.OH﹣、K+、NO3﹣、Ba2+
C.Mg2+、SO42﹣、Al3+、NO3﹣
D.Na+、CO32﹣、Ca2+、Cl﹣
[题型专练7]. (2023秋•杭州期中)能够反应的物质不能共存于同一溶液中.下列各组物质在水溶液中能大量共存,而且加入无色酚酞溶液后显红色的是( )
A.NaOH NaCl CuSO4 HCl
B.KNO3 Na2SO4 NaOH KCl
C.KCl Ba(NO3)2 HCl CaCl2
D.Na2CO3 Ba(OH)2 KNO3 Na2SO4
[题型专练8]. (2023秋•东阳市期中)某pH=13的溶液中可能含有Cu2+、Na+、、、等离子中的一种或几种,为了检验该溶液中含有的离子,进行如下实验并分析:
(1)该溶液一定不存在的离子是 。
(2)取少量该溶液于试管中,滴加适量BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入过量的稀盐酸,沉淀部分溶解。则以上离子中一定存在的离子: 。
[题型专练9]. (2023秋•东阳市校级月考)已知某工厂甲、乙两车间排放出的污水中各含有较大量且不同的四种离子,这些离子分别是Na+、Ag+、Ba2+、Fe3+、Cl﹣、、OH﹣、。若各自单独排放会造成较大污染,如果混合后,再排放会大大降低污染程度。经检测发现,乙车间的污水呈碱性。由此可以判断,甲车间的污水中含有的阴离子是 ,乙车间的污水中含有的阳离子是 。
题型3除杂问题
[题型专练10]. (2023秋•舟山月考)可利用下列实验流程除去粗盐中的CaCl2、MgCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质(用于沉淀的试剂稍过量):称取粗盐滤液精盐。下列说法错误的是( )
A.第②步过滤出的滤渣主要是不溶性杂质
B.第③、④、⑤步添加试剂的顺序还可以是:NaOH、BaCl2、Na2CO3
C.第④步中不能用KOH替代NaOH
D.第⑦步中加入盐酸的目的是除去过量的Na2CO3
[题型专练11]. (2023秋•杭州期末)某粗盐样品中含有杂质氯化镁、氯化钙,某同学设计了以下提纯方案:
请回答下列问题:
(1)加入过量的NaOH溶液的目的是为了除去粗盐中的 (填物质名称)。
(2)滤液乙中含有的溶质有 。
(3)经上述提纯后得到的氯化钠比原来样品中的氯化钠的质量是 (填“增多”、“减少”或“不变”)。
[题型专练12]. (2023秋•慈溪市校级月考)模型建构是将科学中抽象、难懂的知识分析、处理形成模型的过程。建构思维模型能促进深度理解,深化科学思维。小科在学习了化学除杂后建构了如下“物质除杂”的思维模型。
(1)碳粉中混有少量的铁粉,用磁铁吸引除去,该方法属于上述模型中的 (填“物理方法分离”或“化学方法转化”)。
(2)根据物之间的性质差异,铜粉中混有少量的氧化铜可用足量稀盐酸除去,原因是 能与稀盐酸反应。
(3)模型中的除杂原则“不增不减”是指不增加新的杂质也不减少目标物质,小科想要除去NaOH中的Na2CO3,决定采用化学方法转化的方法,原理是Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl,从反应的生成物有NaCl可知,这种方法是不正确的,原因是不符合除杂中的 (填“不增”或“不减”)原则。
[题型专练13]. (2024•浙江模拟)“九区黄河山东入海,水润齐鲁千里风情”,海水“晒盐”和海水“制碱”体现了人类利用和改造自然的智慧。
(一)如图1为我国古代“布灰种盐”生产海盐的部分场景,其过程为“烧草为灰,布在滩场,然后以海水渍之,侯晒结浮白,扫而复淋”
(1)“晒结浮白”是指海水浸渍的草灰经日晒后出现白色海盐颗粒的过程,化学上称之为 。
(二)请根据粗盐“制碱”的流程图(如图2)回答问题:
(2)如图2中,海水“制碱”的产物可用作氮肥的是 。
(3)步骤Ⅰ除杂中,操作步骤依次为:加水溶解→加过量试剂①→加过量试剂②→过滤→加适量盐酸,以下试剂①②组合选用合理的是 。
A.①Ca(OH)2 ②Na2CO3
B.①Na2CO3 ②Ca(OH)2
C.①KOH ②Na2CO3
D.①NaOH ②Na2CO3
(4)写出步骤Ⅱ反应的化学方程式 。
[题型专练14]. (2024•江北区一模)Mg(OH)2具有广泛的应用,常用菱镁矿制备。研究人员向一定质量的菱镁矿粉中加入过量的稀硫酸,充分溶解后除杂、过滤,得到只含MgSO4和H2SO4的混合溶液,为确定混合溶液中镁的含量,取3份混合溶液各100g,向每份混合溶液中加入一定质量的等浓度的NaOH溶液,得到实验数据如表所示:
实验编号
①
②
③
NaOH溶液质量/g
10.0
20.0
30.0
Mg(OH)2质量/g
0.174
0.464
0.580
(1)实验 (填实验编号)中氢氧化钠有剩余。
(2)计算100g混合溶液中含MgSO4的质量(写出计算过程)。
(3)计算该NaOH溶液的溶质质量分数(写出计算过程)。
(4)分析实验数据,在图中,画出加入该NaOH溶液质量0﹣30.0g过程中,产生Mg(OH)2沉淀质量对应的变化图,标注必要的数值。
题型4混合物的分离
[题型专练15]. (2023秋•江北区期末)除去下列各物质中的少量杂质,所用方法不可行的是( )
序号
物质
杂质
除去杂质的方法
A
FeSO4溶液
CuSO4
加入过量的锌粉,充分反应后过滤
B
NaCl
泥沙
加水溶解、过滤、蒸发
C
Cu粉
Fe粉
用磁铁吸出
D
CO2
CO
将混合气体通过灼热的CuO
[题型专练16]. (2024•嘉善县一模)从盐湖中提取的某种矿物主要含有KCl,还有少量MgSO4、CaCl2及不溶性杂质,从该矿物中提取KCl的流程如图。下列有关说法错误的是( )
A.滤渣B的主要成分是BaSO4和Mg(OH)2
B.加入过量X溶液的目的是除去Ca2+和Ba2+
C.滤液C蒸发至大量晶体析出时停止加热
D.最终所得KCl的质量与原矿物中所含KCl的质量相等
[题型专练17]. (2023秋•黄岩区校级月考)下列实验中,实验原理和主要操作方法都符合实验目的的是( )
实验目的
实验原理
主要操作方法
A
除去粗盐中的泥沙
各成分的溶解性差异
蒸发
B
分离水与酒精的混合物
各成分的密度差异
蒸馏
C
从食盐溶液分离食盐
各成分的熔点不同
加热
D
除去硝酸钾中的氯化钠
各成分的溶解度随温度变化不同
冷却热饱和溶液
[题型专练18]. (2023秋•诸暨市校级月考)思维模型是依据事物发展内在规律建立的解决问题的基本框架,能引导有序思维、增进深度理解,促进问题解决。小科建构了“物质除杂”的思维模型(如图)。
(1)铜粉中混有少量的铁粉,用磁铁吸引除去。该方法属于上述模型中的 (填“分离转移”或“反应转化”)。
(2)根据“性质差异”,铜粉中混有少量的氧化铜可用足量稀盐酸除去,原因是 能与稀盐酸反应。
(3)上述模型中“不增不减”是除杂原则,“不增”是指不增加新杂质,“不减”是指不减少目标物质质量。除去氯化钠中的杂质氯化钡。小科采用反应转化的方法,原理是BaCl2+K2SO4=BaSO4↓+2KCl,从反应的生成物有KCl可知,这种方法是不正确的,原因是不符合除杂中的 原则(填“不增”或“不减”)。
(4)将氯化钠中的杂质BaCl2除去。请写出一个提纯氯化钠的化学方程式 。
[题型专练19]. (2024春•拱墅区期末)二氧化碳是引起全球温室效应的主要气体,我国政府承诺:中国将力争于2030年前实现二氧化碳排放达到峰值,2060年前实现碳中和。碳中和是指在一定时间内,使二氧化碳的排放总量与吸收总量平衡,实现“零排放”,如图甲所示。实现碳中和通常可采取如下措施:
碳减排:减少人类生产和生活中二氧化碳的排放量。
碳吸收:①利用植物光合作用,②利用碳捕捉与封存技术。
(1)下列做法不能实现“碳减排”的是 。
A.加高烟囱排放工业废气
B.推进新能源汽车使用
C.废弃物分类投放并回收利用
D.养成节约用电习惯
(2)实际生产中,常用NaOH溶液来“捕捉”二氧化碳。其流程如图乙所示(部分条件及物质未标出),分离器中发生的反应:CaO+H2O═Ca(OH)2,Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH。
①该技术中被循环利用的物质有 。
②若现有溶质质量分数为10.6%的Na2CO3溶液100千克,求完全反应后,理论上可生成CaCO3的质量(写出计算过程)。
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第5讲 物质的检验鉴别与分离
考点一、物质的鉴别 1
考点二、离子共存 3
考点三、除杂题 3
考点四、混合物的分离 4
题型1物质的鉴别 4
题型2共存问题 7
题型3除杂问题 9
题型4混合物的分离 14
考点一、物质的鉴别
鉴别是通过化学实验将几种不同特性的物质区别开来。如鉴别两瓶无色溶液哪瓶是NaCl或KNO3。我们只要把NaCl溶液中的Cl-检验出来,即可认定NaCl溶液,另一瓶则是KNO3溶液。
(1)常见离子鉴别的特效试剂
H+和OH-:紫色石蕊试液或pH试纸。
OH-:无色酚酞试液(可鉴别碱性溶液)——变红。
Cl-:AgNO3溶液和稀HNO3——有白色沉淀。
SO42-:BaCl2溶液和稀HNO3——有白色沉淀。
CO32-:稀HCl和石灰水——有CO2↑。
PO43-:AgNO3溶液——有黄色沉淀。
NH4+:强碱溶液(NaOH)——有NH3↑。使湿润红色石蕊试纸变蓝。
(2)特征离子关系图
(3)物质鉴别的原则
①操作简便:能用物理方法鉴别的不用化学方法。能用一种试剂鉴别的不用多种试剂。
②现象明显:使待检物质的现象对比度较大。
③防止干扰:鉴别Cl-和SO42-时,只能用BaCl2溶液不能用AgNO3溶液。
(4)物质鉴别的思路和方法
①气体鉴别:一看颜色,二用试纸,三用火点,四加试剂。
②固体、液体鉴别:一看颜色,二看气体,三辨沉淀。
③一种试剂的鉴别:
A.几种溶液含不同阳离子时,常选用Ba(OH)2溶液或NaOH溶液做鉴别试剂。
B.几种溶液含不同阴离子时,常选用强酸做鉴别试剂。
C.几种溶液酸碱性不同时,常选用紫色石蕊做鉴别试剂。
D.几种物质是金属或金属氧化物时,常选用稀强酸做鉴别试剂。
E.一种试剂与四种溶液反应时,应是现象对比度大。多数是有沉淀、有气体,既有沉淀又有气体、沉淀颜色不同,无明显现象。
F.当给定的一种试剂不能鉴别出被检物时,可从已鉴别出的物质中找出一种试剂再鉴别。
④不同试剂的鉴别:
A.观察法:根据物理性质中颜色、气味、状态、溶解性等进行鉴别。
B.热分解法:根据不同物质的热稳定性,利用产物的不同性质特征进行鉴别。
C.相互作用法:根据两两混合后的不同现象进行鉴别。
考点二、离子共存
分析:混在一起会发生化学反应的离子不能共存。
1、不能共存的离子
Cl-和Ag+(AgCl↓)
SO42-和Ba2+(BaSO4↓)
OH-
CO32-
HCO3-和H+(H2O+CO2↑)
2、隐含条件
(1)pH<7或酸性溶液,则溶液一定存在H+,且该溶液中没有能与H+反应的物质(离子)。
常见的描述有:酸性溶液、pH=2(pH<7)的溶液、能使紫色石蕊溶液呈红色的溶液、加入活泼金属能放出氢气的溶液、加入碳酸盐或碳酸氢盐能放出气体的溶液等。
(2)pH>7或碱性溶液,则溶液一定存在OH-,且该溶液中没有能与OH-反应的物质(离子)。
常见的描述有:碱性溶液、pH=11(pH>7)的溶液、使无色酚酞溶液呈红色的溶液、使紫色石蕊溶液呈蓝色的溶液等。
(3)溶液为无色透明,则溶液一定不存在有色离子,如Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4-等。溶液也不能形成浑浊或沉淀,即所给混合物中能发生反应生成沉淀的离子不能共存。
考点三、除杂题
解答除杂质一类的题目时,要注意三原则;三要领;五种常用的方法。
三原则:①不引入新杂质;②不减少被提纯物质的质量;③杂质便于分离。
三要领:①根据物理性质或化学性质的差异;②确定除杂质方法;③选择适宜试剂。
除杂质思路分析方法:
(1)沉淀法:加入一种试剂将被除去的杂质变为沉淀,再用过滤法除去。
(2)化气法:加热或加入一种试剂将杂质变为气体逸出。
(3)置换法:利用置换反应的原理将杂质除去。
(4)转纯法:将被除去的杂质变为提纯的物质。
(5)吸收法:常用于气体的提纯。
在掌握了以上除杂质的原则、要领、方法后,解答题目时要审清题目要求,分析理顺思路且与题目要求吻合,才能准确解题。
考点四、混合物的分离
(1)可溶性与难溶性物质的混合物——常用溶解、过滤、蒸发三步操作加以分离,分别得到纯净物。如:粗盐的提纯;BaSO4和Na2SO4的混合物。
(2)两种物质均溶于水,但两种物质的溶解度一种随温度变化大,另一种变化不大时,可考虑——结晶法。即冷却热饱和溶液的方法加以分离。如:NaCl和KNO3的混合物。
(3)两种物质均溶于水时,可考虑用化学方法分离。如BaCl2和NaCl的混合物。可将混合物先溶于水,加入适量Na2CO3溶液,得到BaCO3和NaCl溶液。
BaCl2+ Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl。将沉淀过滤出,洗净后在沉淀中加入适量盐酸溶液,又得到BaCl2溶液,CO2逸出。BaCO3+2HCl =BaCl2+H2O+CO2↑。最后分别将NaCl溶液和BaCl2溶液蒸发,分别得到纯净的NaCl固体和BaCl2固体。
注意事项:用化学方法或用物理方法进行混合物分离时,要区别除杂质与分离物质的不同点是:除杂质时只要求把杂质除掉、保留原物质即可;而混合物分离是几种物质用一定的方法分开,原混合物中各成分都必须保留。
题型1物质的鉴别
[题型专练1]. (2024•金华三模)下列鉴别物质的方法中,切实可行的是( )
①用酚酞试液鉴别NaCl溶液和盐酸
②用氯化钡溶液鉴别稀盐酸和稀硫酸
③用燃烧的木条鉴别空气和二氧化碳
④用水鉴别NH4NO3和CaCO3固体
A.①②③④ B.②③ C.②③④ D.③④
【解答】解:①NaCl溶液和盐酸分别显中性、酸性,均不能使酚酞试液变色,不能鉴别。
②氯化钡溶液能与稀硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀,氯化钡溶液和稀盐酸不反应,可以鉴别。
③可用燃烧的木条鉴别空气和二氧化碳,能使燃烧的木条的是二氧化碳,能使燃烧的木条正常燃烧的是空气,可以鉴别。
④用水鉴别NH4NO3和CaCO3固体,难溶于水的是碳酸钙,溶于水温度降低的是NH4NO3。
故切实可行的是②③④。
故选:C。
[题型专练2]. (2024•杭州二模)A~G是初中科学常见的七种物质,它们之间的转化关系如图所示(“→”表示反应可一步实现,部分物质和反应条件已略去)。已知:A是一种紫黑色固体,F是相对分子质量最小的氧化物,G为具有刺激性气味的气体。
(1)A的化学式是 。
(2)B在反应②中的用途是 。
(3)从微观角度分析,F的化学性质不同于E的原因是 。
【解答】解:(1)由分析可知,A是高锰酸钾,化学式为:KMnO4。
(2)B是二氧化锰,反应②是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,所以B在反应②中的用途是作催化剂。
(3)E是过氧化氢,由过氧化氢分子构成,F是水,由水分子构成,则从微观角度分析,F的化学性质不同于E的原因是分子构成不同。
[题型专练3]. (2024•宁波模拟)如图1所示,某兴趣小组同学设计了一个“彩灯游戏”,游戏规则如下:在“电源开关”处填入一种化合物,使其与三条支路上的灯笼对应的物质均能发生反应,三盏彩灯即可同时亮起。
(1)电源开关处化合物的化学式可以是 ;(填写一种)
(2)图2为灯笼中三种物质的二歧分类检索表,表示CO2的是 (选填“甲”“乙”或“丙”);
(3)C中发生反应的化学方程式: 。
【解答】解:(1)氢氧化钠能和二氧化碳、硫酸、氯化铁反应,则电源开关处化合物可以是氢氧化钠,化学式是:NaOH;
(2)图2为灯笼中三种物质的二歧分类检索表,二氧化碳由两种元素组成,并且其中一种元素是氧元素,所以表示CO2的是乙;
(3)C中发生的反应是氢氧化钠和氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为:3NaOH+FeCl3=Fe(OH)3↓+3NaCl。
故答案为:
(1)NaOH;
(2)乙;
(3)3NaOH+FeCl3=Fe(OH)3↓+3NaCl。
[题型专练4]. (2022秋•新昌县期末)常温下,甲、乙、丙三种物质间通过一步反应能实现如图转化。下列选项中符合图示转化关系的是( )
选项
甲
乙
丙
A
CO
C
CO2
B
K2CO3
CO2
CaCO3
C
Fe2O3
FeCl3
Fe(OH)3
D
Mg
MgO
MgSO4
【解答】解:A、一氧化碳不能一步转化为碳,故选项错误。
B、碳酸钾与稀盐酸反应可生成二氧化碳,与氢氧化钙反应生成碳酸钙,二氧化碳与氢氧化钙反应生成了碳酸钙,碳酸钙与稀盐酸反应可生成二氧化碳,三种物质间通过一步反应能实现如图转化故选项正确。
C、氧化铁难溶于水,不能通过一步反应生成氢氧化铁,故选项错误。
D、硫酸镁不能一步转化为氧化镁,故选项错误。
故选:B。
[题型专练5]. (2023秋•庆元县校级月考)某混合溶液可能含Na2SO4、Na2CO3、CuSO4、NaOH中的一种或几种溶质,为验证其组成,小明设计了如图实验。[注:Ba(NO3)3溶液呈中性]
(1)该混合溶液中一定没有的溶质是 。
(2)图中白色沉淀的化学式是 。
(3)按以上步骤不能验证其组成是否含有氢氧化钠,若改变上述实验中所用三种试剂的滴加顺序,就可以验证其组成,则这三种试剂滴加的顺序依次为 (填写序号)。
【解答】解:样品加入足量的水中得到无色溶液,硫酸铜溶液是蓝色的,故一定不含有硫酸铜;溶液中加入过量的盐酸,产生气泡,故一定含有碳酸钠;加入过量的硝酸钡产生白色沉淀,故一定含有硫酸钠,不能确定是否含有氢氧化钠;
(1)该混合溶液中一定不含有硫酸铜;
(2)白色沉淀是硝酸钡和硫酸钠反应生成的硫酸钡;
(3)先加入酚酞试液,溶液变红,然后加入过量的硝酸钡,产生白色沉淀,溶液仍然为红色,说明含有氢氧化钠;最后向产生的白色沉淀加入过量的稀盐酸,沉淀全部溶解并且产生气泡,即可验证碳酸钠、氢氧化钠的存在;
故答案为:(1)CuSO4;
(2)BaSO4;
(3)③②①。
题型2共存问题
[题型专练6]. (2023秋•杭州期中)下列离子能在pH=2的无色溶液中大量共存的是( )
A.Cu2+、SO42﹣、Cl﹣、Na+
B.OH﹣、K+、NO3﹣、Ba2+
C.Mg2+、SO42﹣、Al3+、NO3﹣
D.Na+、CO32﹣、Ca2+、Cl﹣
【解答】解:A、因Cu2+在溶液中为蓝色,则与无色溶液相矛盾,故选项错误;
B、在pH=2的无色溶液中,H+和OH﹣能结合生成水,则不能大量共存,故选项错误;
C、在pH=2的无色溶液中,四种离子不能结合生成水、气体、沉淀,则能大量共存,故选项正确;
D、在pH=2的无色溶液中,H+和CO32﹣能结合生成水和二氧化碳气体,Ca2+和CO32﹣能结合生成碳酸钙沉淀,则不能大量共存,故选项错误;
故选:C。
[题型专练7]. (2023秋•杭州期中)能够反应的物质不能共存于同一溶液中.下列各组物质在水溶液中能大量共存,而且加入无色酚酞溶液后显红色的是( )
A.NaOH NaCl CuSO4 HCl
B.KNO3 Na2SO4 NaOH KCl
C.KCl Ba(NO3)2 HCl CaCl2
D.Na2CO3 Ba(OH)2 KNO3 Na2SO4
【解答】解:加入无色酚酞溶液后显红色,说明该溶液显碱性。
A、CuSO4和NaOH在溶液中能相互交换成分生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,不能大量共存,故选项错误;
B、四种物质在溶液中相互交换成分不能生成沉淀、气体、水,能在溶液中大量共存,且氢氧化钠溶液显碱性,加入无色粉酞溶液后显红色,故选项正确;
C、四种物质在溶液中相互交换成分不能生成沉淀、气体、水,能在溶液中大量共存,但溶液显酸性,加入无色粉酞溶液后不变色,故选项错误;
D、Ba(OH)2 和Na2CO3、Na2SO4在溶液中相互交换成分分别生成碳酸钡沉淀和硫酸钡沉淀,不能大量共存,故选项错误;
故选:B。
[题型专练8]. (2023秋•东阳市期中)某pH=13的溶液中可能含有Cu2+、Na+、、、等离子中的一种或几种,为了检验该溶液中含有的离子,进行如下实验并分析:
(1)该溶液一定不存在的离子是 。
(2)取少量该溶液于试管中,滴加适量BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入过量的稀盐酸,沉淀部分溶解。则以上离子中一定存在的离子: 。
【解答】解:(1)pH=13的溶液呈碱性,而氢氧化铜为沉淀,因此该溶液一定不存在的是:Cu2+;
故答案为:Cu2+;
(2)、取少量该溶液于试管中,滴加适量BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入过量的稀盐酸,沉淀部分溶解,说明沉淀为碳酸钡和硫酸钡,那么一定存在 、。只有Na+一种阳离子,根据电荷守恒可知,溶液中还存在Na+。
故答案为:Na+、、.
[题型专练9]. (2023秋•东阳市校级月考)已知某工厂甲、乙两车间排放出的污水中各含有较大量且不同的四种离子,这些离子分别是Na+、Ag+、Ba2+、Fe3+、Cl﹣、、OH﹣、。若各自单独排放会造成较大污染,如果混合后,再排放会大大降低污染程度。经检测发现,乙车间的污水呈碱性。由此可以判断,甲车间的污水中含有的阴离子是 ,乙车间的污水中含有的阳离子是 。
【解答】解:乙车间的污水呈现碱性,说明乙车间一定含有OH﹣,从而排除乙车间中一定没有Ag+、Fe3+;即甲车间中含有Ag+、Fe3+,则甲车间中不可能含有Cl﹣,另外银离子不能和硫酸根离子共存,因此硫酸根离子在乙车间,硫酸根离子和钡离子结合产生硫酸钡沉淀,则钡离子在甲车间,根据溶液中阴阳离子所带的正负电荷总数相等,因此甲车间中含有Ag+、Fe3+、Ba2+、,乙车间中含有Na+、Cl﹣、OH﹣、。
故答案为:或硝酸根离子;Na+或钠离子。
题型3除杂问题
[题型专练10]. (2023秋•舟山月考)可利用下列实验流程除去粗盐中的CaCl2、MgCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质(用于沉淀的试剂稍过量):称取粗盐滤液精盐。下列说法错误的是( )
A.第②步过滤出的滤渣主要是不溶性杂质
B.第③、④、⑤步添加试剂的顺序还可以是:NaOH、BaCl2、Na2CO3
C.第④步中不能用KOH替代NaOH
D.第⑦步中加入盐酸的目的是除去过量的Na2CO3
【解答】解:A、第②步过滤出的滤渣主要是泥沙等不溶性杂质,故选项说法正确。
B、镁离子用氢氧根离子沉淀,硫酸根离子用钡离子沉淀,钙离子用碳酸根离子沉淀,但是加入碳酸钠溶液要放在加入氯化钡溶液之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡第③、④、⑤步添加试剂的顺序还可以是NaOH、BaCl2、Na2CO3,故选项说法正确。
C、第④步中不能用KOH替代NaOH,否则会引入新的杂质氯化钾,故选项说法正确。
D、第⑦步中加入盐酸的目的是除去过量的NaOH、Na2CO3,故选项说法错误。
故选:D。
[题型专练11]. (2023秋•杭州期末)某粗盐样品中含有杂质氯化镁、氯化钙,某同学设计了以下提纯方案:
请回答下列问题:
(1)加入过量的NaOH溶液的目的是为了除去粗盐中的 (填物质名称)。
(2)滤液乙中含有的溶质有 。
(3)经上述提纯后得到的氯化钠比原来样品中的氯化钠的质量是 (填“增多”、“减少”或“不变”)。
【解答】解:(1)镁离子用氢氧根离子沉淀,过量的氢氧化钠能与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,加入过量的NaOH溶液的目的是为了除去粗盐中的氯化镁。
(2)过量的氢氧化钠能与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,过量的碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,则滤液乙中含有的溶质有氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠。
(3)氢氧化钠和氯化镁溶液反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,碳酸钠和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,由于反应过程中有氯化钠生成,则经上述提纯后得到的氯化钠比原来样品中的氯化钠的质量是增多。
[题型专练12]. (2023秋•慈溪市校级月考)模型建构是将科学中抽象、难懂的知识分析、处理形成模型的过程。建构思维模型能促进深度理解,深化科学思维。小科在学习了化学除杂后建构了如下“物质除杂”的思维模型。
(1)碳粉中混有少量的铁粉,用磁铁吸引除去,该方法属于上述模型中的 (填“物理方法分离”或“化学方法转化”)。
(2)根据物之间的性质差异,铜粉中混有少量的氧化铜可用足量稀盐酸除去,原因是 能与稀盐酸反应。
(3)模型中的除杂原则“不增不减”是指不增加新的杂质也不减少目标物质,小科想要除去NaOH中的Na2CO3,决定采用化学方法转化的方法,原理是Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl,从反应的生成物有NaCl可知,这种方法是不正确的,原因是不符合除杂中的 (填“不增”或“不减”)原则。
【解答】解:(1)碳粉中混有少量的铁粉,用磁铁吸引除去,没有发生化学反应,该方法属于上述模型中的物理方法分离。
(2)氧化铜能与足量稀盐酸反应生成氯化铜和水,铜不能与稀盐酸反应,再过滤,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则。
(3)模型中的除杂原则“不增不减”是指不增加新的杂质也不减少目标物质,除去NaOH中的Na2CO3,小科采用反应转化的方法,原理是Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl。从反应的生成物有NaCl可知,这种方法是不正确的,原因是生成了新的杂质氯化钠,不符合除杂中的不增原则。
故答案为:
(1)物理方法分离;
(2)氧化铜;
(3)不增。
[题型专练13]. (2024•浙江模拟)“九区黄河山东入海,水润齐鲁千里风情”,海水“晒盐”和海水“制碱”体现了人类利用和改造自然的智慧。
(一)如图1为我国古代“布灰种盐”生产海盐的部分场景,其过程为“烧草为灰,布在滩场,然后以海水渍之,侯晒结浮白,扫而复淋”
(1)“晒结浮白”是指海水浸渍的草灰经日晒后出现白色海盐颗粒的过程,化学上称之为 。
(二)请根据粗盐“制碱”的流程图(如图2)回答问题:
(2)如图2中,海水“制碱”的产物可用作氮肥的是 。
(3)步骤Ⅰ除杂中,操作步骤依次为:加水溶解→加过量试剂①→加过量试剂②→过滤→加适量盐酸,以下试剂①②组合选用合理的是 。
A.①Ca(OH)2 ②Na2CO3
B.①Na2CO3 ②Ca(OH)2
C.①KOH ②Na2CO3
D.①NaOH ②Na2CO3
(4)写出步骤Ⅱ反应的化学方程式 。
【解答】解:(1)“晒结浮白”是指海水浸渍的草灰经日晒后出现白色海盐颗粒的过程,化学上称之为蒸发结晶。
(二)(2)氯化铵中含有氮元素,因此海水“制碱”的产物可用作氮肥的是氯化铵(或NH4Cl);
(3)A、氯化镁与氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,先加入过量的Ca(OH)2溶液可以除去镁离子,碳酸根离子与钙结合生成碳酸钙沉淀,再加入过量的碳酸钠溶液可以除去原有的和新引入的钙离子,充分反应后过滤,最后加入适量稀盐酸除去过量的氢氧根离子和碳酸根离子,正确;
B、先加入过量的Na2CO3溶液可以除去钙离子和镁离子,再加入过量的Ca(OH)2溶液会引入新杂质钙离子,错误;
C、氯化镁与氢氧化钾反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钾,先加入过量的KOH溶液除去镁离子,再加入过量的碳酸钠溶液除去钙离子;充分反应后过滤,最后加入适量稀盐酸除去过量的氢氧根离子和碳酸根离子,但会引入新的杂质离子钾离子,错误;
D、先加入过量的NaOH溶液除去镁离子,再加入过量的碳酸钠溶液除去钙离子,充分反应后过滤,最后加入适量稀盐酸,除去碳酸钠、氢氧化钠,得到溶质为氯化钠的溶液,正确;
故选:AD;
(4)根据流程图可知,步骤Ⅱ中,反应物是氨气、二氧化碳、氯化钠和水,生成物为碳酸氢钠和氯化铵,化学方程式为NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。
故答案为:(1)蒸发结晶;
(2)NH4Cl;
(3)AD;
(4)NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。
[题型专练14]. (2024•江北区一模)Mg(OH)2具有广泛的应用,常用菱镁矿制备。研究人员向一定质量的菱镁矿粉中加入过量的稀硫酸,充分溶解后除杂、过滤,得到只含MgSO4和H2SO4的混合溶液,为确定混合溶液中镁的含量,取3份混合溶液各100g,向每份混合溶液中加入一定质量的等浓度的NaOH溶液,得到实验数据如表所示:
实验编号
①
②
③
NaOH溶液质量/g
10.0
20.0
30.0
Mg(OH)2质量/g
0.174
0.464
0.580
(1)实验 (填实验编号)中氢氧化钠有剩余。
(2)计算100g混合溶液中含MgSO4的质量(写出计算过程)。
(3)计算该NaOH溶液的溶质质量分数(写出计算过程)。
(4)分析实验数据,在图中,画出加入该NaOH溶液质量0﹣30.0g过程中,产生Mg(OH)2沉淀质量对应的变化图,标注必要的数值。
【解答】解:(1)由实验②可知每消耗10.0gNaOH溶液生成氢氧化镁沉淀0.464g﹣0.174g=0.290g,第③次在增加10.0gNaOH溶液沉淀增加的质量为0.580g﹣0.464g=0.116g,说明此时硫酸镁完全反应,氢氧化钠已过量,故填:③;
(2)设100g混合溶液中含MgSO4的质量为x。
2NaOH+MgSO4=Na2SO4+Mg(OH)2↓
120 58
x 0.580g
x=1.2g
答:100g混合溶液中含MgSO4的质量为1.2g。
(3)设NaOH溶液的溶质质量分数为y。
2NaOH+MgSO4=Na2SO4+Mg(OH)2↓
80 58
10.0gy 0.290g
y=4.0%
答:该NaOH溶液的溶质质量分数为4.0%。
(4)由于每消耗10.0gNaOH溶液生成氢氧化镁沉淀0.29g,第①次与硫酸镁反应的氢氧化钠溶液质量为6.0g,即与硫酸反应的氢氧化钠溶液的质量为10.0g﹣6.0g=4.0g,与硫酸镁反应的氢氧化钠溶液总质量为20g,所以加入NaOH溶液质量0﹣30.0g过程中,产生Mg(OH)2沉淀质量对应的变化图为。
题型4混合物的分离
[题型专练15]. (2023秋•江北区期末)除去下列各物质中的少量杂质,所用方法不可行的是( )
序号
物质
杂质
除去杂质的方法
A
FeSO4溶液
CuSO4
加入过量的锌粉,充分反应后过滤
B
NaCl
泥沙
加水溶解、过滤、蒸发
C
Cu粉
Fe粉
用磁铁吸出
D
CO2
CO
将混合气体通过灼热的CuO
【解答】解:A、FeSO4溶液和CuSO4均能与过量的锌粉反应,不但能把杂质除去,也会把原物质除去,不符合除杂原则,故选项方法错误。
B、氯化钠易溶于水,泥沙难溶于水,可采取加水溶解、过滤、蒸发的方法进行分离除杂,故选项方法正确。
C、Fe粉能被磁铁吸引,铜粉不能,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,故选项方法正确。
D、CO能与灼热的氧化铜反应生成铜和二氧化碳,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,故选项方法正确。
故选:A。
[题型专练16]. (2024•嘉善县一模)从盐湖中提取的某种矿物主要含有KCl,还有少量MgSO4、CaCl2及不溶性杂质,从该矿物中提取KCl的流程如图。下列有关说法错误的是( )
A.滤渣B的主要成分是BaSO4和Mg(OH)2
B.加入过量X溶液的目的是除去Ca2+和Ba2+
C.滤液C蒸发至大量晶体析出时停止加热
D.最终所得KCl的质量与原矿物中所含KCl的质量相等
【解答】解:A.结合分析可知,滤渣B的主要成分是BaSO4和Mg(OH)2,故正确;
B.结合分析可知,加入过量X溶液的目的是除去Ca2+和Ba2+,故正确;
C.滤液C蒸发至大量晶体析出时停止加热,利用余热把剩余液体蒸干,故正确;
D.最终所得KCl的质量与原矿物中所含KCl的质量不相等,因为在除杂的过程中生成了氯化钾,故错误;
故选:D。
[题型专练17]. (2023秋•黄岩区校级月考)下列实验中,实验原理和主要操作方法都符合实验目的的是( )
实验目的
实验原理
主要操作方法
A
除去粗盐中的泥沙
各成分的溶解性差异
蒸发
B
分离水与酒精的混合物
各成分的密度差异
蒸馏
C
从食盐溶液分离食盐
各成分的熔点不同
加热
D
除去硝酸钾中的氯化钠
各成分的溶解度随温度变化不同
冷却热饱和溶液
【解答】解:A、氯化钠易溶于水,泥沙难溶于水,可各成分的溶解性差异,采用溶解、过滤、蒸发的方法除去粗盐中的泥沙,故选项错误。
B、酒精易溶于水,酒精和水的沸点不同,可采用蒸馏的方法进行分离,故选项错误。
C、食盐易溶于水,溶解度受温度的影响变化不大,从食盐溶液分离食盐,可采用蒸发结晶的方法,故选项错误。
D、KNO3和NaCl的溶解度受温度的影响不同,硝酸钾的溶解度受温度的影响变化较大,而氯化钠的溶解度受温度的影响变化较小,可采取加热水溶解配成饱和溶液、冷却热饱和溶液使KNO3先结晶出来的方法,故选项正确。
故选:D。
[题型专练18]. (2023秋•诸暨市校级月考)思维模型是依据事物发展内在规律建立的解决问题的基本框架,能引导有序思维、增进深度理解,促进问题解决。小科建构了“物质除杂”的思维模型(如图)。
(1)铜粉中混有少量的铁粉,用磁铁吸引除去。该方法属于上述模型中的 (填“分离转移”或“反应转化”)。
(2)根据“性质差异”,铜粉中混有少量的氧化铜可用足量稀盐酸除去,原因是 能与稀盐酸反应。
(3)上述模型中“不增不减”是除杂原则,“不增”是指不增加新杂质,“不减”是指不减少目标物质质量。除去氯化钠中的杂质氯化钡。小科采用反应转化的方法,原理是BaCl2+K2SO4=BaSO4↓+2KCl,从反应的生成物有KCl可知,这种方法是不正确的,原因是不符合除杂中的 原则(填“不增”或“不减”)。
(4)将氯化钠中的杂质BaCl2除去。请写出一个提纯氯化钠的化学方程式 。
【解答】解:(1)铜粉中混有少量的铁粉,用磁铁吸引除去,没有发生化学反应,该方法属于上述模型中的分离转移。
(2)氧化铜能与足量稀盐酸反应生成氯化铜和水,铜不能与稀盐酸反应,再过滤,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则。
(3)模型中“不增不减”是除杂原则,“不增”是指不增加新杂质,“不减”是指不减少目标物质质量。除去氯化钾中的杂质氯化钡,小科采用反应转化的方法,原理是BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl。从反应的生成物有NaCl可知,这种方法是不正确的,原因是生成了新的杂质氯化钠,不符合除杂中的不增原则。
(4)氯化钡能与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,反应的化学方程式为BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl(合理即可)。
[题型专练19]. (2024春•拱墅区期末)二氧化碳是引起全球温室效应的主要气体,我国政府承诺:中国将力争于2030年前实现二氧化碳排放达到峰值,2060年前实现碳中和。碳中和是指在一定时间内,使二氧化碳的排放总量与吸收总量平衡,实现“零排放”,如图甲所示。实现碳中和通常可采取如下措施:
碳减排:减少人类生产和生活中二氧化碳的排放量。
碳吸收:①利用植物光合作用,②利用碳捕捉与封存技术。
(1)下列做法不能实现“碳减排”的是 。
A.加高烟囱排放工业废气
B.推进新能源汽车使用
C.废弃物分类投放并回收利用
D.养成节约用电习惯
(2)实际生产中,常用NaOH溶液来“捕捉”二氧化碳。其流程如图乙所示(部分条件及物质未标出),分离器中发生的反应:CaO+H2O═Ca(OH)2,Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH。
①该技术中被循环利用的物质有 。
②若现有溶质质量分数为10.6%的Na2CO3溶液100千克,求完全反应后,理论上可生成CaCO3的质量(写出计算过程)。
【解答】解:(1)下列做法不能实现“碳减排”的是加高烟囱排放工业废气。
故答案为:A。
(2)①该技术中被循环利用的物质有氢氧化钠和氧化钙,是因为两种物质既是反应物也是生成物。
故答案为:氢氧化钠、氧化钙。
②设理论上可生成CaCO3的质量是x。
Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
106 100
100kg×10.6% x
x=10kg
答:理论上可生成CaCO3的质量是10kg。
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