问题 实验题

请你参与某学习小组研究性学习的过程,并协助完成相关任务。

【研究课题】探究水壶内部水垢的主要成分

【查阅资料】通过查阅资料知道,天然水和水垢所含的物质及其溶解性如下表:

物 质Ca(HCO3)2Mg(HCO3)2Ca(OH)2Mg(OH)2CaCO3MgCO3
溶解性可溶可溶微溶不溶不溶微溶
【提出猜想】水垢的主要成分一定含有Mg(OH)2       ,可能含有Ca(OH)2       

【设计方案】

(1)甲同学在烧杯中放入少量研碎的水垢,加入适量蒸馏水充分搅拌,静置。取上层清液滴入Na2CO3溶液,如果没有白色沉淀,说明水垢中无            (填化学式)。

(2)乙同学设计了下列实验装置,进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分。

其主要实验步骤如下:

①按图组装仪器,将50g水垢试样放入锥形瓶中,逐滴加入足量稀盐酸。若D瓶增重22g,则水垢全部是CaCO3

②待锥形瓶中不再产生气泡时,打开活塞b,从导管a处缓缓鼓入一定量的空气;

③称量D瓶内物质增加的质量;

④重复②和③的操作,直至D瓶内物质质量不变。

测量滴加稀盐酸体积与D瓶内物质增加质量的关系如 右图曲线所示;

【评价】

(1)A瓶中的NaOH溶液起到                 作用。若A瓶中无 NaOH 溶液,D瓶中的质量将          (填“增大”、“不变”或“减小”)。

(2)一般情况下,两种不同金属形成的碳酸盐与足量盐酸反应时,若两金属的化合价相同、两种盐的质量相同,则相对分子质量小者放出的气体多。分析曲线图可知:水垢中一定含有               

(化学式),理由是                                      

答案

【提出猜想】CaCO3      MgCO3

【设计方案】⑴ Ca(OH)2

【评价】⑴吸收CO2      增大  (2)MgCO3     实际生成CO2的质量是24g,大于22g

题目分析:【提出猜想】水垢为固体,所以水垢的主要成分应该是不溶的或是微溶的物质,结合题给的“查阅资料”部分可知,不溶的是Mg(OH)2和CaCO3,可溶的是Ca(OH)2和MgCO3

【设计方案】(1)结合猜想分析,向上层清夜中加入碳酸钠时,如果存在着氢氧化钙,就会产生沉淀,但是实验结果是没有沉淀产生,所以可判断水垢中没有氢氧化钙。

【评价】(1)由于空气中含有二氧化碳,所以在通入空气时,要把空气中的二氧化碳除去,如果不除去空气中的二氧化碳,则会导致D装置中的氢氧化钠多吸收了二氧化碳,所以会导致D瓶的质量增加。

(2)根据题给条件可知,如果全部是碳酸钙则生成22g气体,而题目中生成了24g二氧化碳,再根据“两种不同金属形成的碳酸盐与足量盐酸反应时,若两金属的化合价相同、两种盐的质量相同,则相对分子质量小者放出的气体多”,根据Mr(MgCO3)=84小于Mr(CaCO3)=100,则可以判断在水垢中还含有碳酸镁。32-检验方法),实验探究物质的组成成分以及含量,碱的化学性质,碳酸钠、碳酸氢钠与碳酸钙,酸碱盐的溶解性,常见离子的检验方法及现象

点评:对于验证型实验探究,要熟记物质的性质或变化规律,根据给出的实验设计方案,进行实验、分析和探究,并通过观察、记录和分析的实验现象,来验证该物质的性质或变化规律等。

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