Question

請你參與某學習小組研究性學習的過程，并協(xié)助完成相關任務．
研究課題：探究水壺內部水垢的主要成分
查閱資料：通過查閱資料知道，天然水和水垢所含的物質及其溶解性如下表：

物  質	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

提出猜想：水垢的主要成分一定含有Mg（OH）₂和

 

，可能含有Ca（OH）₂和

 

．
設計方案并進行實驗：
（1）甲同學在燒杯中放入少量研碎的水垢，加入適量蒸餾水充分攪拌，靜置．取上層清液滴入Na₂CO₃溶液，如果沒有白色沉淀，說明水垢中無

 

（填化學式）．

（2）乙同學設計了下列實驗裝置，進一步確定水垢中含有碳酸鹽的成分．其主要實驗步驟如下：
①按圖組裝儀器，將50g水垢試樣放入錐形瓶中，逐滴加入足量稀鹽酸
②待錐形瓶中不再產(chǎn)生氣泡時，打開活塞b，從導管a處緩緩鼓入一定量的空氣；
③稱量D瓶內物質增加的質量；
④重復②和③的操作，直至D瓶內物質質量不變．
評價：
①A瓶中的NaOH溶液起到

 

作用．若A瓶中無NaOH溶液，D瓶中的質量將

 

（填“增大”、“不變”或“減小”）．
②若D瓶增重22g，則測定出的水垢成分全部是CaCO₃；若D瓶增重24g，則水垢的組成是

 

（填選項），原因是

 

A．全部是CaCO₃    B．有CaCO₃和MgCO₃    C．全部是MgCO₃
（提示：CaCO₃相對分子質量=100；MgCO₃相對分子質量=84）
反思：
①丙同學認為在D瓶后需要再連接一瓶NaOH溶液，你認為他的建議是否合理

 

，原因是

 

；
②以上實驗

 

（填“能夠”或“不能”）檢測出水垢中含有Mg（OH）₂．

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗與除雜方法,鹽的化學性質,酸堿鹽的溶解性

專題：科學探究

分析：提出猜想：根據(jù)物質的溶解性，對水垢的成分進行分析；
設計方案：（1）根據(jù)氫氧化鈣和碳酸鈉反應會生成碳酸鈣沉淀進行分析；
評價：①根據(jù)氫氧化鈉會與二氧化碳反應生成碳酸鈉，A瓶中的NaOH溶液起到吸收空氣中的二氧化碳，若A瓶中無NaOH溶液，空氣中的二氧化碳會進入裝置中，所以D瓶中的質量將偏大進行分析；
②根據(jù)兩種不同金屬形成的碳酸鹽與足量鹽酸反應時，若兩金屬的化合價相同、兩種鹽的質量相同，則相對分子質量小者放出的氣體多進行分析；
反思：①根據(jù)空氣中的二氧化碳會與D中的氫氧化鈉反應進行分析；
②根據(jù)此實驗沒有涉及到氫氧化鎂的檢驗進行分析．

解答：解：提出猜想：通過物質的溶解性可知，水垢的主要成分一定含有Mg（OH）₂和CaCO₃，可能含有Ca（OH）₂和MgCO₃；
設計方案：（1）根據(jù)猜想，當我們向上層清夜中加入碳酸鈉時，如果存在著氫氧化鈣，就會產(chǎn)生沉淀，但是實驗結果沒有沉淀產(chǎn)生，所以我們判斷水垢中沒有氫氧化鈣，化學式為：Ca（OH）₂；
評價：①由于空氣中含有二氧化碳，所以在這里我們在鼓入空氣時，要保證把空氣中的二氧化碳除去，如果不除去，會導致D裝置中的氫氧化鈉多吸收了二氧化碳，所以會導致D瓶的質量增加；
②根據(jù)題給條件可知，如果全部是碳酸鈣則生成22g氣體，而題目中生成了24g二氧化碳，又根據(jù)“兩種不同金屬形成的碳酸鹽與足量鹽酸反應時，若兩金屬的化合價相同、兩種鹽的質量相同，則相對分子質量小者放出的氣體多”，根據(jù)Mr（MgCO₃）=84，Mr（CaCO₃）=100，所以可以判斷在水垢中還含有碳酸鎂，故選：B，原因是：實際生成CO₂的質量是24g，大于22g；
反思：①空氣中的二氧化碳會與氫氧化鈉反應，導致D裝置增加的質量偏大，應該在D瓶后需要再連接一瓶NaOH溶液，所以他的建議合理，原因是：空氣中的二氧化碳會與D中的氫氧化鈉反應；
②本題中只是提到了碳酸鹽的檢驗，根本就沒有涉及到氫氧化鎂的鑒別，所以不能檢測出水垢中含有Mg（OH）₂．
故答案為：提出猜想：CaCO₃，MgCO₃；
設計方案：（1）Ca（OH）₂；
評價：①吸收鼓入空氣中二氧化碳的，增大；
②B，實際生成CO₂的質量是24g，大于22g；
反思：①合理，空氣中的二氧化碳會與D中的氫氧化鈉反應；
②不能．

點評：在解此類題時，首先分析題中的反應原理和考查的問題，然后結合題中所給的資料和學過的知識點進行分析解答．