请你参与某校学习小组进行的以下研究性学习的过程,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:
①天然水中一般都含有Ca2+、Mg2+、
等离子.
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______,没有白色沉淀产生,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______.
实验盒中有7种没有标签的溶液,老师让化学实验小组同学鉴别这些溶液.
(1)调查研究:
①实验盒中记录单上登记的7种溶液是:KMnO4、Na2CO3、CuSO4、NaCl、Ca(OH)2、NaOH和稀盐酸,其中有颜色的是____________溶液.
②查阅资料:无色有刺激性气味的氯化氢气体溶于水得到盐酸.
③研究方式:从5种无色溶液中任意取出4种为一组进行鉴别.这样的组合共有______组.
(2)提出假设:同学们从5种无色溶液中取出4种,贴上A、B、C、D标签,并且假设这一组溶液可能是Na2CO3、NaCl、Ca(OH)2和稀盐酸.
(3)实验探究:同学们按以下步骤进行鉴别.
第一步:取4支试管,分别加入少量的A、B、C、D溶液,然后依次加入少量盐酸,实验现象记录如下:
| 溶液 | A | B | C | D |
| 加入盐酸后的现象 | 无明显现象 | 无明显变化 | 有气泡产生 | 无明显变化 |
第二步:依据如图装置进行实验,其中夹持固定装置已略去.从长颈漏斗加入盐酸,可以观察到C溶液中有气泡产生,A溶液中有白色沉淀生成,B、D溶液均无明显变化.
实验解释:A溶液中发生反应的化学方程式为______.
第三步:依据如图装置进行2个实验.取少量B溶液倒入蒸发皿,加热,闻到有刺激性气味,停止加热.再取少量D溶液倒入另一蒸发皿,加热,有白色固体析出,停止加热.
实验结论:B是稀盐酸,D是NaCl溶液.
经过上述三步实验,同学们认为第5种无色溶液是NaOH溶液.
(4)实验反思:老师引导同学们讨论了上述实验探究过程.进行了全面反思.
①老师指出:实验结论仍有不确定性.不能确定的是______溶液;其鉴别方法是______
______
②老师提示:鉴别出C溶液后,不需外加试剂,就可以简便地鉴别出A、B溶液.请完成下列实验报告.
| 实验步骤 | 实验现象和结论 |