Question

3．请你参与某学习小组研究性学习的过程，并协助完成相关任务．
【研究课题】探究X物质的成分．
【查阅资料】（1）X物质可能由Ca（HCO₃）₂、Mg（HCO₃）₂、Ca（OH）₂、Mg（OH）₂、CaCO₃、BaCO₃中的一种或几种组成．
（2）X物质是通过过滤水溶液得到的沉淀．
（3）相关物质的溶解性如下表：

物质	Ca（HCO3）2	Mg（HCO3）2	Ca（OH）2	Mg（OH）2	CaCO3	BaCO3
溶解性	可溶	可溶	微溶	不溶	不溶	不溶

【设计并实施方案】
（1）由查阅资料可知X物质肯定不含可溶性的Ca（HCO₃）₂、Mg（HCO₃）₂．
（2）甲同学在烧杯中放入少量研碎的X物质，加入足量蒸馏水充分搅拌，静置．取上层清液滴入Na₂CO₃溶液，没有白色沉淀，说明X物质中无Ca（OH）₂（填化学式）．
（2）乙同学设计了如图1实验装置，想进一步确定X物质的成分．

其主要实验步骤如下：
①按图组装仪器，关闭活塞b，将50gX物质的粉末放入锥形瓶中，逐滴加入足量稀硫酸，充分反应．
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；
③称量D瓶内物质明显增加的质量；
④继续鼓入空气，直至D瓶内物质质量不变；
⑤经称量，D瓶内物质增加的质量为20g．
【评价】
（1）A瓶中的NaOH溶液起到作用．若A瓶中无NaOH溶液，D瓶中的质量将增大（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（2）分析X物质的可能组成是①Mg（OH）₂、CaCO₃、BaCO₃；②Mg（OH）₂、CaCO₃（有几种写几种）
（3）装置图B中塞紧锥形瓶的橡胶塞要有三根导管同时穿过，已知：导管的直径为8mm，橡胶塞细段直径为3cm．从坚固和美观的角度考虑，请你在图2中标出应在哪三处打孔为好（用圆圈“○”表示打孔位置）．

Answer 1

分析 【设计并实施方案】（2）根据碳酸钠和氢氧化钙反应能生成白色碳酸钙沉淀分析；
【评价】（1）A瓶中的NaOH溶液起到吸收空气中的二氧化碳；若A瓶中无NaOH溶液，空气中的二氧化碳会进入装置中，所以D瓶中的质量将增大；
（2）从题目中可以看出，向装置图中通入空气是为了使实验结果尽可能的准确，这时我们要排除空气中二氧化碳的干扰；
（3）在制作装置是要考虑所制作的装置美观耐用，从而我们可以完成最后一题的解答．

解答 解：【设计并实施方案】（2）因为碳酸钠和氢氧化钙反应能生成白色碳酸钙沉淀，所以取上层清液滴入Na₂CO₃溶液，没有白色沉淀，说明X物质中无Ca（OH）₂，故答案为：Ca（OH）₂；
【评价】（1）由于空气中含有二氧化碳，所以在这里我们在鼓入空气时，要保证把空气中的二氧化碳除去，如果不除去会导致D装置中的氢氧化钠多吸收了二氧化碳，所以会导致D瓶的质量增加，故答案为：吸收鼓入的空气中所含CO₂；增大；
（2）由上分析可知，X物质肯定不含可溶性的Ca（HCO₃）₂、Mg（HCO₃）₂、Ca（OH）₂；根据题给条件可知，如果全部是碳酸钙，则生成22g气体，而题目中生成了20g二氧化碳，又根据“两种不同金属形成的碳酸盐与足量硫酸反应时，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”根据Mr（MgCO₃）=84，Mr（CaCO₃）=100，所以可以判断在X中还可能含有碳酸镁，由氢氧化镁和稀硫酸不反应，所以还可能含有氢氧化镁，因此X的组合可能是：①Mg（OH）₂、CaCO₃、BaCO₃；②Mg（OH）₂、CaCO₃；③CaCO₃、BaCO₃，故答案为：①Mg（OH）₂、CaCO₃、BaCO₃；②Mg（OH）₂、CaCO₃；
（3）根据给橡皮塞和导管的直径以及要求在打孔时最好呈三角形，以达到美观和坚固的目的，故答案为：．

点评 本题为实验探究题，做本类题目要注意题目中的查阅资料部分，这对我们的解题的帮助是很大的．