Question

請你參與某學(xué)習(xí)小組研究性學(xué)習(xí)的過程，并協(xié)助完成相關(guān)任務(wù)．
研究課題：探究水壺內(nèi)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(zhì)及其溶解性如下表：

物  質(zhì)	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(shè)計(jì)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
（1）甲同學(xué)在燒杯中放入少量研碎的水垢，加入適量蒸餾水充分?jǐn)嚢瑁�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(xué)式）．

（2）乙同學(xué)設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)一步確定水垢中含有碳酸鹽的成分．其主要實(shí)驗(yàn)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(shí)，打開活塞b，從導(dǎo)管a處緩緩鼓入一定量的空氣；
③稱量D瓶內(nèi)物質(zhì)增加的質(zhì)量；
④重復(fù)②和③的操作，直至D瓶內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量不變．
評(píng)價(jià)：
①A瓶中的NaOH溶液起到

 

作用．若A瓶中無NaOH溶液，D瓶中的質(zhì)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(xiàng)），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(zhì)量=100；MgCO₃相對分子質(zhì)量=84）
反思：
①丙同學(xué)認(rèn)為在D瓶后需要再連接一瓶NaOH溶液，你認(rèn)為他的建議是否合理

 

，原因是

 

；
②以上實(shí)驗(yàn)

 

（填“能夠”或“不能”）檢測出水垢中含有Mg（OH）₂．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,鹽的化學(xué)性質(zhì),酸堿鹽的溶解性

專題：科學(xué)探究

分析：提出猜想：根據(jù)物質(zhì)的溶解性，對水垢的成分進(jìn)行分析；
設(shè)計(jì)方案：（1）根據(jù)氫氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)會(huì)生成碳酸鈣沉淀進(jìn)行分析；
評(píng)價(jià)：①根據(jù)氫氧化鈉會(huì)與二氧化碳反應(yīng)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(huì)進(jìn)入裝置中，所以D瓶中的質(zhì)量將偏大進(jìn)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(yīng)時(shí)，若兩金屬的化合價(jià)相同、兩種鹽的質(zhì)量相同，則相對分子質(zhì)量小者放出的氣體多進(jìn)行分析；
反思：①根據(jù)空氣中的二氧化碳會(huì)與D中的氫氧化鈉反應(yīng)進(jìn)行分析；
②根據(jù)此實(shí)驗(yàn)沒有涉及到氫氧化鎂的檢驗(yàn)進(jìn)行分析．

解答：解：提出猜想：通過物質(zhì)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(shè)計(jì)方案：（1）根據(jù)猜想，當(dāng)我們向上層清夜中加入碳酸鈉時(shí)，如果存在著氫氧化鈣，就會(huì)產(chǎn)生沉淀，但是實(shí)驗(yàn)結(jié)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(xué)式為：Ca（OH）₂；
評(píng)價(jià)：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(shí)，要保證把空氣中的二氧化碳除去，如果不除去，會(huì)導(dǎo)致D裝置中的氫氧化鈉多吸收了二氧化碳，所以會(huì)導(dǎo)致D瓶的質(zhì)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(yīng)時(shí)，若兩金屬的化合價(jià)相同、兩種鹽的質(zhì)量相同，則相對分子質(zhì)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(shí)際生成CO₂的質(zhì)量是24g，大于22g；
反思：①空氣中的二氧化碳會(huì)與氫氧化鈉反應(yīng)，導(dǎo)致D裝置增加的質(zhì)量偏大，應(yīng)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(huì)與D中的氫氧化鈉反應(yīng)；
②本題中只是提到了碳酸鹽的檢驗(yàn)，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(shè)計(jì)方案：（1）Ca（OH）₂；
評(píng)價(jià)：①吸收鼓入空氣中二氧化碳的，增大；
②B，實(shí)際生成CO₂的質(zhì)量是24g，大于22g；
反思：①合理，空氣中的二氧化碳會(huì)與D中的氫氧化鈉反應(yīng)；
②不能．

點(diǎn)評(píng)：在解此類題時(shí)，首先分析題中的反應(yīng)原理和考查的問題，然后結(jié)合題中所給的資料和學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析解答．