题目内容
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,在加热时,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 |
【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 。
【设计方案】:
⑴ 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;
⑵ 乙同学设计下列实验装置,进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分,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。
a.步骤①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 。
【提出猜想】 (每空1分)CaCO3(1分) MgCO3;(1分)
【设计方案】⑴ Na2CO3溶液 (1分); ⑵ a.稀盐酸(1分) ; b.吸收CO2中的水(1分); 除去空气中的CO2(1分) c.即使50g水垢全部为CaCO3,产生CO2的质量应为22g,而实验测得生成的CO2质量>22g(2分)
【实验结论】Mg(OH)2、CaCO3、MgCO3(2分)
研究课题:探究草酸晶体受热分解的产物
查阅资料:
(1)该小组同学通过网络查询,获得草酸及草酸晶体的一些相关知识:
名称 | 化学式 | 颜色、状态 | 溶解性 | 熔点(℃) | 密度(g/cm3) | 草酸 | H2C2O4 | - | 易溶于水 | 189.5 | 1.900 | 草酸晶体 | H2C2O4?2H2O | 无色晶体 | - | 101.5 | 1.650 |
作出猜想:
第一种:草酸分解产物CO2和H2
第二种:草酸分解产物是CO2、CO和H2O
第三种:草酸的分解产物是
设计实验:
实验操作:甲同学按其设计的实验装置(如图1)实验时观察到澄清的石灰水变浑浊了乙同学按图2的装置实验也观察到澄清的石灰水变浑浊了,这些现象证明产物中一定有
得出结论:若第二种猜想是正确的,请你写出草酸分解的反应方程式
反思评价:乙认为甲设计的实验装置有缺陷:由于试管口向下倾斜,草酸晶体熔点较低,加热到182℃便开始熔化,因此实验中会出现熔融的草酸流进导管而影响后续实验.请你谈谈装置2的至少两点优于装置1的优点:
利用乙设计的装置证明产物中没有H2的方法是:
交流讨论:丙同学继续查阅相关资料发现:草酸是一种酸,在受热分解过程中有少量升华;草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物.丙同学通过进一步研究,对实验中CO2的检验提出质疑,并提出实验的改进措施,他提出的措施是
研究课题:探究草酸晶体受热分解的产物
查阅资料:
(1)该小组同学通过网络查询,获得草酸及草酸晶体的一些相关知识:
名称 | 化学式 | 颜色、状态 | 溶解性 | 熔点(℃) | 密度(g/cm3) |
草酸 | H2C2O4 | - | 易溶于水 | 189.5 | 1.900 |
草酸晶体 | H2C2O4?2H2O | 无色晶体 | - | 101.5 | 1.650 |
作出猜想:
第一种:草酸分解产物CO2和H2
第二种:草酸分解产物是CO2、CO和H2O
设计实验:
实验操作:甲同学按其设计的实验装置(如图1)实验时观察到澄清的石灰水变浑浊了;乙同学按图2的装置实验也观察到澄清的石灰水变浑浊了,这些现象证明产物中一定有 ; 无水CuSO4变蓝,证明产物中还有 若产物中有CO,则乙的对应实验现象是 证明CO生成的化学反应方程式是 、
得出结论:若第二种猜想是正确的,请你写出草酸分解的反应方程式 .
反思评价:乙认为甲设计的实验装置有缺陷:由于试管口向下倾斜,草酸晶体熔点较低,加热到182℃便开始熔化,因此实验中会出现熔融的草酸流进导管而影响后续实验.请你谈谈装置2的至少两点优于装置1的优点:
1 ;2 .
研究课题:探究草酸晶体受热分解的产物
查阅资料:
(1)该小组同学通过网络查询,获得草酸及草酸晶体的一些相关知识:
名称 | 化学式 | 颜色、状态 | 溶解性 | 熔点(℃) | 密度(g/cm3) |
草酸 | H2C2O4 | - | 易溶于水 | 189.5 | 1.900 |
草酸晶体 | H2C2O4?2H2O | 无色晶体 | - | 101.5 | 1.650 |
作出猜想:
第一种:草酸分解产物CO2和H2
第二种:草酸分解产物是CO2、CO和H2O
第三种:草酸的分解产物是、(你猜想的产物化学式)
设计实验:
实验操作:甲同学按其设计的实验装置(如图1)实验时观察到澄清的石灰水变浑浊了乙同学按图2的装置实验也观察到澄清的石灰水变浑浊了,这些现象证明产物中一定有; 无水CuSO4变蓝,证明产物中还有若产物中有CO,则乙的对应实验现象是证明CO生成的化学反应方程式是、.
得出结论:若第二种猜想是正确的,请你写出草酸分解的反应方程式.
反思评价:乙认为甲设计的实验装置有缺陷:由于试管口向下倾斜,草酸晶体熔点较低,加热到182℃便开始熔化,因此实验中会出现熔融的草酸流进导管而影响后续实验.请你谈谈装置2的至少两点优于装置1的优点:;
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利用乙设计的装置证明产物中没有H2的方法是:.
交流讨论:丙同学继续查阅相关资料发现:草酸是一种酸,在受热分解过程中有少量升华;草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物.丙同学通过进一步研究,对实验中CO2的检验提出质疑,并提出实验的改进措施,他提出的措施是.