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(HCO32 Mg(HCO32 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
 
,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,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:
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①按图1组装仪器,将50 g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(见下列曲线图2);
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加入样品前还应进行的操作是
 

b.装置Ⅱ的作用是吸收CO2中的水;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
 
分析:本题能使同学们体会到实验探究的一般过程,根据溶解性表格可知:水垢的主要成分一定含有Mg(OH)2和碳酸钙,可能含有Ca(OH)2和和碳酸镁;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,取上层清液加入碳酸钠溶液,没有白色沉淀,说明水垢中无Ca(OH)2,因为没有碳酸钙白色沉淀生成.乙同学设计中,步骤①加入样品前还应进行的操作是:检查装置的气密性,如果漏气测量结果不准确.从导管A处缓缓鼓入一定量的空气时,装置Ⅰ的作用是:除去空气中的CO2,因为二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应;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: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质量为24g,大于22g.通过上述探究可知:水垢的主要成分有:Mg(OH)2、CaCO3、MgCO3
解答:解:【提出猜想】根据溶解性表格可知:水垢的主要成分一定含有Mg(OH)2和碳酸钙,可能含有Ca(OH)2和和碳酸镁,故答案为:CaCO3   MgCO3
【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,取上层清液加入碳酸钠溶液,没有白色沉淀,说明水垢中无Ca(OH)2,因为没有碳酸钙白色沉淀生成,故答案为:Na2CO3溶液
(2)步骤①加入样品前还应进行的操作是:检查装置的气密性,如果漏气测量结果不准确;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: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质量为24g,大于22g;故答案为:a.检查装置的气密性;b.除去空气中的CO2;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质量为24 g,大于22 g.
【实验结论】通过上述探究可知:水垢的主要成分有:Mg(OH)2、CaCO3、MgCO3,一定没有氢氧化钙,故答案为:Mg(OH)2、CaCO3、MgCO3
点评:本考点既考查了实验步骤的设计和碱的性质,又考查了碳酸盐的检验,还对实验进行了评价,综合性比较强.实验探究题是近几年中考的热点之一,它包括实验方法和过程的探究,实验结论和实验规律的探究等.本题通过实验资料和实验分析,得到了正确的结论,属于结论性探究.同学们要具体分析,综合掌握.
练习册系列答案
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29、下面是某实验小组的同学进行研究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务.
【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:

(2)白色的无水硫酸铜遇水蒸气会变蓝色
【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
CO2
H2O
(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
CO2
; 无水CuSO4变蓝,证明产物中还有
H2O
若产物中有CO,则乙的对应实验现象是
干燥管上方的气体,可以燃烧,烧杯内壁的澄清石灰水变浑浊;
证明CO生成的化学反应方程式是
2CO+O2═2CO2
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O

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
H2C2O4═CO2↑+CO↑+H2O

【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:
防止熔化的草酸流出;图2装置可以检验出生成物中是否有水蒸气;

利用乙设计的装置证明产物中没有H2的方法是:
在干燥管上方罩一干冷烧杯,点燃气体,观察烧杯内壁无水珠出现.

【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
在C、D装置之间加一个冷却装置(塞有双孔橡皮塞的试管或广口瓶等)或盛有水的洗气瓶
下面是某实验小组的同学进行研究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务.
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
(2)白色的无水硫酸铜遇水蒸气会变蓝色
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:
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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:
 

 

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
 
下面是某实验小组的同学进行研究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务.
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
(2)白色的无水硫酸铜遇水蒸气会变蓝色
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
CO2
CO2
; 无水CuSO4变蓝,证明产物中还有
H2O
H2O
若产物中有CO,则乙的对应实验现象是
点燃干燥管上方的气体,可以燃烧,烧杯内壁的澄清石灰水变浑浊
点燃干燥管上方的气体,可以燃烧,烧杯内壁的澄清石灰水变浑浊
证明CO生成的化学反应方程式是
2CO+O2
 点燃 
.
 
2CO2
2CO+O2
 点燃 
.
 
2CO2
CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O
CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O

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
H2C2O4
  △  
.
 
CO2↑+CO↑+H2O
H2C2O4
  △  
.
 
CO2↑+CO↑+H2O

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
防止熔化的草酸流出
防止熔化的草酸流出
;2
图2装置可以检验出生成物中是否有水蒸气
图2装置可以检验出生成物中是否有水蒸气

下面是某实验小组的同学进行研究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务.
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189.51.900
草酸晶体H2C2O4?2H2O无色晶体-101.51.650
(2)白色的无水硫酸铜遇水蒸气会变蓝色
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:;

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.

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