(9分)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,在加热时,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:
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物 质 |
Ca(HCO3)2 |
Mg(HCO3)2 |
Ca(OH)2 |
Mg(OH)2 |
CaCO3 |
MgCO3 |
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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CaCO3和 ,可能含有Ca(OH)2和 。写出Ca(HCO3)2受热分解的化学方程式 。
【设计方案】:
⑴ 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;
⑵ 乙同学设计下列实验装置,进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分,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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a.步骤①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 。
(3分)某课外活动小组的同学对一批钢铁样品(含杂质,杂质不溶于水,也不与稀硫酸反应)进行分析,甲、乙、丙三位同学分别进行了实验,其中只有一位同学所取的稀硫酸与样品恰好完全反应,实验数据如下:
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甲 |
乙 |
丙 |
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烧杯 + 稀硫酸 |
200g |
150g |
150g |
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加入的钢铁样品 |
9g |
9g |
14g |
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充分反应后,烧杯 + 剩余物 |
208.7g |
158.7g |
163.7g |
请你根据所给数据,回答下列问题:
(1)所取的稀硫酸与钢铁样品恰好完全反应的是__________________同学。
(2)该钢铁样品中含铁的质量分数为多少?