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(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:
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.
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讨论:
a、步骤①加入样品前还应检查
 
,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
 
探究性实验是验证化学理论的一种主要方式,也展示了化学的无穷魅力.
【提出问题】催化剂能加快反应速率,但自身质量和化学性质不变.
【查阅资料】①已知KClO3分解产生氧气和KCl; ②KClO3和KCl都能溶于水,MnO2难溶于水;③MnO2与浓盐酸在加热时能产生黄绿色的Cl2
【设计实验】
实验一、取两份质量相等(约5克)的KClO3分别放入两只大试管(分别标记A和B)中,往B试管中加入质量为1.0克MnO2的,然后按图所示组装好仪器,加热.结果发现加了MnO2的装置收集满一集气瓶的气体所用的时间要少.
实验二、待装置完全冷却之后,将B管中物质置于烧杯中加水溶解、过滤;再将滤出物干燥、称量得质量约为1.0克.
实验三、取少量滤出物与浓盐酸置于反应装置中(放在通风橱中),加热;有黄绿色气体产生.根据以上实验回答下列问题:
(1)实验一说明加了MnO2之后,KClO3分解的速率更快,写出这一反应的化学方程式:
2KClO3
MnO2
.
2KCl+3O2
2KClO3
MnO2
.
2KCl+3O2
;如何验证集气瓶中的气体为氧气
用带火星的木条伸入到集气瓶中,木条复燃,证明收集的气体是氧气
用带火星的木条伸入到集气瓶中,木条复燃,证明收集的气体是氧气

(2)通过上述三个实验能说明
二氧化锰在反应中起催化作用,加快了反应的速率,自身的质量和化学性质在化学反应前后没有发生变化
二氧化锰在反应中起催化作用,加快了反应的速率,自身的质量和化学性质在化学反应前后没有发生变化

(3)某同学用KClO3和KMnO4的混合物加热,发现产生氧气的速度也很快,该同学就断定KMnO4在KClO3分解反应中也能起催化作用,你认为这同学的判断对吗?
不对
不对
;为什么?
加了高锰酸钾之后,产生氧气速度加快是因为高锰酸钾分解也会产生氧气,同时产生的二氧化锰对氯酸钾的分解起催化作用
加了高锰酸钾之后,产生氧气速度加快是因为高锰酸钾分解也会产生氧气,同时产生的二氧化锰对氯酸钾的分解起催化作用
在老师的指导下,同学们进行了有趣的化学实验探究:
一、测定空气中氧气含量
图1所示的是小亮同学用红磷在空气中燃烧的测定方法.过程是:
第1步:将集气瓶容积划分为五等份,并做好标记.
第2步:点燃燃烧匙内的红磷,伸入集气瓶中并把塞子塞紧.
第3步:待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,发现水被吸入集气瓶中,进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的
1
5
.请回答下列问题:
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①第2步红磷燃烧时的现象
 
,化学反应表达式
 

②实验完毕,若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5,你认为导致这一结果的原因可能是
 

A、集气瓶底部的水占了一部分体积
B、红磷过少
C、红磷没有燃烧完就急着打开了止水夹
③小博同学对实验进行反思后,提出了改进方法(如图2所示),小博在正式开始实验前,夹紧弹簧夹,将注射器活塞从20mL刻度处推至15mL处,然后松开活塞,观察到活塞返回至20mL刻度处.该操作的主要目的是
 
,你认为改进后的优点是
 

二、小余阅读课外资料得知:双氧水分解除了用二氧化锰(MnO2)还可用氧化铜(CuO)等物质作催化剂,于是他对氧化铜产生了探究兴趣.
【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰催化效果更好?
【设计实验】小余以生成等体积的氧气为标准,设计了下列三组实验(其它可能影响实验的因素均忽略) 
实验序号 氯酸钾质量 其他物质质量 待测数据
1.2g /  
1.2g CuO  0.5g  
1.2g MnO2 0.5g  
①上述实验应测 量的“待测数据”是
 

②若实验②比实验①的“待测数据”更
 
(填“大”或“小”),说明氧化铜能加快氯酸钾的分解.
③将实验②反应剩余的固体取出后经洗涤、干燥,再次精确称量得到0.5g黑色粉末,这样做的目的是
 
,小余同学认为氧化铜肯定是氯酸钾分解的催化剂,但小淳同学对此提出了异议,小淳同学设计了如下实验:将第二次精确称量得到的0.5g黑色粉末和1.2g氯酸钾混合放入试管中,加热,伸入带火星木条,发现木条很快复燃.小淳同学这样做目的是
 

【预期结论】氧化铜也能作氯酸钾的催化剂.
【评价设计】你认为小余设计实验③和实验②对比的目的是
 
; 写出实验②反应的表达式
 

三、有趣的改进实验
①小晴同学学了分子性质这节内容后,改进了书本上 探究分子运动的实验.小晴同学找来废弃的医疗用品--微型Y 形管,设计如图1所示实验,
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她进行该实验是为了探究
 
,实验过程中能看到的现象是
 
,小晴同学设计的实验优点
 

 ②利用如图装置进行“硫燃烧”的实验:用气卿(能不断鼓入空气的装置)不断地向弯型具支试管中鼓入空气,同时用酒精灯给硫粉加热至燃烧,移去酒精灯,可观察到微弱的淡蓝色火焰;然后停止鼓入空气,再用酒精灯给高锰酸钾加热,使硫在纯氧中继续燃烧,观察到
 
火焰.
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写出实验中硫磺燃烧的化学反应表达式:
 
.该实验装置的主要优点是在消除有害气体对环境污染的前提下有利于
 
.你推断烧杯中的氢氧化钠溶液的作用是
 

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