问题标题:
(2006•南通)请你参与某学习小组进行研究性学习的过程,并协助完成相关任务.研究课题:探究热水壶底部水垢的主要成分查阅资料:该小组同学通过查阅资料知道,天然水中一般都含有
问题描述:
(2006•南通)请你参与某学习小组进行研究性学习的过程,并协助完成相关任务.
研究课题:
探究热水壶底部水垢的主要成分
查阅资料:
该小组同学通过查阅资料知道,天然水中一般都含有Ca2+、Mg2+、HCO3-等离子,在加热条件下,这些离子趋于生成溶解度更小的物质--水垢(主要成分为碳酸盐、碱等的混合物).同时,他们还查阅到下列有关物质的溶解性:
物 质 | Ca(HCO3)2 | Mg(HCO3)2 | Ca(OH)2 | Mg(OH)2 | CaCO3 | MgCO3 |
溶解性 | 可溶 | 可溶 | 微溶 | 不溶 | 不溶 | 微溶 |
水垢的主要成分一定含有Mg(OH)2和______,可能含有Ca(OH)2和______.
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,取上层清液加入______,没有白色沉淀,说明水垢中无Ca(OH)2.
(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,加入足量某酸溶液;
②测量一定时间内干燥管内物质增加的质量(见下列曲线);
③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;
④再次称量干燥管内物质增加的质量;
⑤重复③和④的操作,直至干燥管内物质质量不变.
讨论:
a、步骤①加入样品前还应检查______,所加的酸溶液是______.
b、装置Ⅱ的作用是______;从导管A处缓缓鼓入一定量的空气时,装置Ⅰ的作用是______.
c、研究性小组的同学通过简单计算,认为水垢中一定含有MgCO3,理由是______.
实验结论:通过上述探究可知:水垢的主要成分有______.
孟繁举回答:
提出猜想:根据查阅到有关物质的溶解性表,氢氧化镁和碳酸钙不溶,而氢氧化钙和碳酸镁微溶,因此,猜想水垢中一定含有不溶的氢氧化镁和碳酸钙,可能含有微溶的氢氧化钙和碳酸镁;
故答案为:CaCO3;MgCO3;
设计方案:(1)为检验氢氧化钙,取上层清液加入碳酸钠溶液,无白色沉淀出现,说明所取上层清液中不含氢氧化钙;
故答案为:Na2CO3溶液;
(2)a、为防止实验过程中因装置漏气而造成结果错误,在进行实验前要对装置的气密性进行检验;利用碳酸盐可与稀盐酸完全反应放出二氧化碳,因此,所使用的酸应为稀动盐酸;
故答案为:装置的气密性;稀盐酸;
b、装置II中盛放的浓硫酸可以吸收生成的二氧化碳气体中混有的水,避免水对气体质量的测定产生影响;装置I中盛放的氢氧化钠溶液可除去空气中的二氧化碳,避免在鼓入空气时空气中的二氧化碳影响对反应生成二氧化碳质量测定;
故答案为:吸收CO2中的水;除去空气中的CO2;
c、干燥管内碱石灰因吸收二氧化碳而质量增加,干燥管增加的质量即为二氧化碳气体的质量;根据测量结果所得曲线,最终产生二氧化碳质量为24g;
假设50g水垢全部为碳酸钙或碳酸镁,完全反应放出二氧化碳的质量分别为x、y
CaCO3~CO2
100 44
50g x
10050g=44x
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