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某校化学小组对热水壶底部水垢的主要成分进行了如下探究,请完成以下活动并回答相关问题。
【查阅资料】天然水中含有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(主要成分为碳酸盐和碱)。有关物质的溶解性见下表(20℃):
| 阴离子 阳离子 | OH- | CO32- | HCO3- |
| Ca2+ | 微溶 | 不溶 | 可溶 |
| Mg2+ | 不溶 | 微溶 | 可溶 |
【提出问题】水垢的主要成分中是否含有Ca(OH)2和MgCO3呢?
【实验方案1】确定水垢中是否含Ca(OH) 2
| 实验步骤 | 实验现象 | 结论 |
| 在少量研碎的水垢中,加入适量的蒸馏水充分搅拌,过滤,在滤液里加入Na2CO3溶液。 | 没有白色沉淀产生 | 水垢中 。 |
利用下列实验装置,完成实验2探究。其主要实验步骤如下:
精确称量D、E装置总质量为600.0g,按上图组装后,将9.8g水垢试样放入锥形瓶中,加入足量稀盐酸溶液,待锥形瓶中不再产生气泡时,打开止水夹K,从导管a处缓缓鼓入空气,一段时间后称量装置D、E的总质量为604.4g(碱石灰主要成分为CaO和NaOH,不考虑稀盐酸的挥发性以及装置内空气、外界空气对实验的影响)。
【实验讨论】
⑴加入药品前应 ,反应结束后打开止水夹K,缓缓鼓入空气的目的是 。
⑵任写一个装置B中生成气体的化学反应方程式: 。
⑶装置 B中生成CO2的质量为 g。通过计算说明该水垢中 (填序号)含MgCO3。
A.一定 B.一定不 C.可能 D.无法确定
【实验方案3】定量探究水垢中氢氧化镁的质量分数
另取质量为9.8g的水垢试样,加入7.3%稀盐酸与之恰好完全反应,测得消耗稀盐酸110 g。结合以上数据和实验结论,计算水垢样品中氢氧化镁的质量分数(写出完整的计算过程,计算结果保留一位小数)。 查看习题详情和答案>>
某校化学小组对热水壶底部水垢的主要成分进行了如下探究,请完成以下活动并回答相关问题。
【查阅资料】天然水中含有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(主要成分为碳酸盐和碱)。有关物质的溶解性见下表(20℃):
|
阴离子 阳离子 |
OH- |
CO32- |
HCO3- |
|
Ca2+ |
微溶 |
不溶 |
可溶 |
|
Mg2+ |
不溶 |
微溶 |
可溶 |
根据上述物质的溶解性,小组同学确定水垢的主要成分中一定含有 和 ,可能含有Ca(OH)2和MgCO3。
【提出问题】水垢的主要成分中是否含有Ca(OH)2和MgCO3呢?
【实验方案1】确定水垢中是否含Ca(OH) 2
|
实验步骤 |
实验现象 |
结论 |
|
在少量研碎的水垢中,加入适量的蒸馏水充分搅拌,过滤,在滤液里加入Na2CO3溶液。 |
没有白色沉淀产生 |
水垢中 。 |
【实验方案2】确定水垢中是否含MgCO3
利用下列实验装置,完成实验2探究。其主要实验步骤如下:
![]()
精确称量D、E装置总质量为600.0g,按上图组装后,将9.8g水垢试样放入锥形瓶中,加入足量稀盐酸溶液,待锥形瓶中不再产生气泡时,打开止水夹K,从导管a处缓缓鼓入空气,一段时间后称量装置D、E的总质量为604.4g(碱石灰主要成分为CaO和NaOH,不考虑稀盐酸的挥发性以及装置内空气、外界空气对实验的影响)。
【实验讨论】
⑴加入药品前应 ,反应结束后打开止水夹K,缓缓鼓入空气的目的是 。
⑵任写一个装置B中生成气体的化学反应方程式: 。
⑶装置 B中生成CO2的质量为 g。通过计算说明该水垢中 (填序号)含MgCO3。
A.一定 B.一定不 C.可能 D.无法确定
【实验方案3】定量探究水垢中氢氧化镁的质量分数
另取质量为9.8g的水垢试样,加入7.3%稀盐酸与之恰好完全反应,测得消耗稀盐酸110 g。结合以上数据和实验结论,计算水垢样品中氢氧化镁的质量分数(写出完整的计算过程,计算结果保留一位小数)。
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【查阅资料】天然水中含有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(主要成分为碳酸盐和碱)。有关物质的溶解性见下表(20℃):
| 阴离子 阳离子 | OH- | CO32- | HCO3- |
| Ca2+ | 微溶 | 不溶 | 可溶 |
| Mg2+ | 不溶 | 微溶 | 可溶 |
【提出问题】水垢的主要成分中是否含有Ca(OH)2和MgCO3呢?
【实验方案1】确定水垢中是否含Ca(OH) 2
| 实验步骤 | 实验现象 | 结论 |
| 在少量研碎的水垢中,加入适量的蒸馏水充分搅拌,过滤,在滤液里加入Na2CO3溶液。 | 没有白色沉淀产生 | 水垢中 。 |
利用下列实验装置,完成实验2探究。其主要实验步骤如下:
精确称量D、E装置总质量为600.0g,按上图组装后,将9.8g水垢试样放入锥形瓶中,加入足量稀盐酸溶液,待锥形瓶中不再产生气泡时,打开止水夹K,从导管a处缓缓鼓入空气,一段时间后称量装置D、E的总质量为604.4g(碱石灰主要成分为CaO和NaOH,不考虑稀盐酸的挥发性以及装置内空气、外界空气对实验的影响)。
【实验讨论】
⑴加入药品前应 ,反应结束后打开止水夹K,缓缓鼓入空气的目的是 。
⑵任写一个装置B中生成气体的化学反应方程式: 。
⑶装置 B中生成CO2的质量为 g。通过计算说明该水垢中 (填序号)含MgCO3。
A.一定 B.一定不 C.可能 D.无法确定
【实验方案3】定量探究水垢中氢氧化镁的质量分数
另取质量为9.8g的水垢试样,加入7.3%稀盐酸与之恰好完全反应,测得消耗稀盐酸110 g。结合以上数据和实验结论,计算水垢样品中氢氧化镁的质量分数(写出完整的计算过程,计算结果保留一位小数)。
【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:
①天然水中一般都含有Ca2+、Mg2+、HC
| O | - 3 |
②在加热条件下,这些离子趋于生成溶解度更小的物质,即水垢.(主要成分为碳酸盐、碱等物质的混合物).
③碱石灰的化学成分是CaO与NaOH的混合物,可吸收水分和酸性气体(如二氧化碳).
④有关物质的溶解性如下:
| 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 |
【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
(2)乙同学设计了下列实验装置,进一步确定水垢中是否含有碳酸盐的成分.其主要实验步骤如下:
①按下图组装仪器,检查装置气密性,再将50g水垢试样放入锥形瓶中,并加入足量某酸溶液;
②测量一定时间内干燥管内物质增加的质量;
③待锥形瓶中不再产生气泡时,打开活塞B,从导管A处缓缓放入一定量的空气;
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,并称得干燥管质量增加了24g.
讨论:
a.步骤①所加的酸溶液是
b.从导管A处缓缓鼓入一定量的空气时,装置Ⅰ的作用是
c.研究性学习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
【研究课题1】探究水壶内部水垢的主要成分
【查阅资料】(1)天然水中含有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(主要成分为碳酸盐和碱).天然水和水垢所含的物质及其溶解性如下表:
| 物 质 | Ca(HCO3)2 | Mg(HCO3)2 | Ca(OH)2 | Mg(OH)2 | CaCO3 | MgCO3[来源:] |
| 溶解性 | 可溶 | 可溶 | 微溶 | 不溶 | 不溶 | 微溶 |
【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,静置.取上层清液滴入Na2CO3溶液,如果没有白色沉淀,说明水垢中无______(填化学式).
(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,逐滴加入足量稀盐酸.
②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,使装置内的气体缓缓通过后面的装置.
③称量D瓶内物质增加的质量;
④重复②和③的操作,直至D瓶内物质质量不变.
测量滴加稀盐酸体积与D瓶内物质增加质量的关系如图曲线所示;
【思考与评价】
(1)当水中含较多可溶性钙、镁化合物的水叫硬水,生活中降低水的硬度的常用方法是:______.
(2)A瓶中的NaOH溶液作用是______.
(3)若50g水垢全部是碳酸钙,则最终应该产生二氧化碳的质量是______g.
(4)一般情况下,两种不同金属形成的碳酸盐与足量盐酸反应时,若两金属的化合价相同、两种盐的质量相同,则相对分子质量小者放出的气体多.分析曲线图可知:水垢中一定含有______(化学式),理由是______.
(5)以上实验______(填“能够”或“不能”)检测出水垢中含有Mg(OH)2.
【研究课题2】为测定氯化钠样品的纯度,取30g氯化钠样品(杂质为氯化钙)溶于水配制成263g溶液,再加入53g溶质质量分数为20%的碳酸钠溶液,恰好完全反应.求:反应后所得溶液中溶质的质量分数.
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