Question

請(qǐng)你參與某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的過程，并協(xié)助完成相關(guān)任務(wù)．
研究課題：探究熱水壺底部水垢的主要成分
查閱資料：該小組同學(xué)通過查閱資料知道，天然水中一般都含有Ca²⁺、Mg²⁺、
HCO₃^-等離子，在加熱條件下，這些離子趨于生成溶解度更小的物質(zhì)--水垢（主要成分為碳酸鹽、堿的混合物）．同時(shí)，他們還查閱到下列有關(guān)物質(zhì)的溶解性：

物  質(zhì)	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

提出猜想：水垢的主要成分一定含有Mg（OH）₂和

 

，可能含有Ca（OH）₂和

 

．
設(shè)計(jì)方案；（1）甲同學(xué)在燒杯中放入少量研碎的水垢，加入適量蒸餾水充分?jǐn)嚢瑁�取上層清液加�?!--BA-->

 

，沒有白色沉淀，說明水垢中無Ca（OH）₂．
（2）乙同學(xué)設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)一步確定水垢中含有碳酸鹽的成分．其主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①按圖1組裝儀器，將50 g水垢試樣放入錐形瓶中，加入足量某酸溶液；
②測(cè)量一定時(shí)間內(nèi)干燥管內(nèi)物質(zhì)增加的質(zhì)量（見下列曲線圖2）；
③待錐形瓶中不再產(chǎn)生氣泡時(shí)，打開活塞B，從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣；
④再次稱量干燥管內(nèi)物質(zhì)增加的質(zhì)量；
⑤重復(fù)③和④的操作，直至干燥管內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量不變．
討論：
a．步驟①加入樣品前還應(yīng)進(jìn)行的操作是

 

．
b．裝置Ⅱ的作用是吸收CO₂中的水；從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣時(shí)，裝置Ⅰ的作用是

 

．
c．研究性小組的同學(xué)通過簡(jiǎn)單計(jì)算，認(rèn)為水垢中一定含有MgCO₃，理由是：

 

．
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過上述探究可知：水垢的主要成分有

 

．

Answer 1

分析：本題能使同學(xué)們體會(huì)到實(shí)驗(yàn)探究的一般過程，根據(jù)溶解性表格可知：水垢的主要成分一定含有Mg（OH）₂和碳酸鈣，可能含有Ca（OH）₂和和碳酸鎂；甲同學(xué)在燒杯中放入少量研碎的水垢，加入適量蒸餾水充分?jǐn)嚢�，取上層清液加入碳酸鈉溶液，沒有白色沉淀，說明水垢中無Ca（OH）₂，因?yàn)闆]有碳酸鈣白色沉淀生成．乙同學(xué)設(shè)計(jì)中，步驟①加入樣品前還應(yīng)進(jìn)行的操作是：檢查裝置的氣密性，如果漏氣測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確．從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣時(shí)，裝置Ⅰ的作用是：除去空氣中的CO₂，因?yàn)槎�氧化碳能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)；研究性小組的同學(xué)通過簡(jiǎn)單計(jì)算，認(rèn)為水垢中一定含有MgCO₃，理由是：即使50g水垢全部為CaCO₃，產(chǎn)生CO₂的質(zhì)量應(yīng)為22g，而實(shí)驗(yàn)測(cè)得生成的CO₂質(zhì)量為24g，大于22g．通過上述探究可知：水垢的主要成分有：Mg（OH）₂、CaCO₃、MgCO₃．

解答：解：【提出猜想】根據(jù)溶解性表格可知：水垢的主要成分一定含有Mg（OH）₂和碳酸鈣，可能含有Ca（OH）₂和和碳酸鎂，故答案為：CaCO₃   MgCO₃
【設(shè)計(jì)方案】
（1）甲同學(xué)在燒杯中放入少量研碎的水垢，加入適量蒸餾水充分?jǐn)嚢瑁�取上層清液加入碳酸鈉溶液，沒有白色沉淀，說明水垢中無Ca（OH）₂，因?yàn)闆]有碳酸鈣白色沉淀生成，故答案為：Na₂CO₃溶液
（2）步驟①加入樣品前還應(yīng)進(jìn)行的操作是：檢查裝置的氣密性，如果漏氣測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確；研究性小組的同學(xué)通過簡(jiǎn)單計(jì)算，認(rèn)為水垢中一定含有MgCO₃，理由是：即使50g水垢全部為CaCO₃，產(chǎn)生CO₂的質(zhì)量應(yīng)為22g，而實(shí)驗(yàn)測(cè)得生成的CO₂質(zhì)量為24g，大于22g；故答案為：a．檢查裝置的氣密性；b．除去空氣中的CO₂；c．即使50g水垢全部為CaCO₃，產(chǎn)生CO₂的質(zhì)量應(yīng)為22g，而實(shí)驗(yàn)測(cè)得生成的CO₂質(zhì)量為24 g，大于22 g．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】通過上述探究可知：水垢的主要成分有：Mg（OH）₂、CaCO₃、MgCO₃，一定沒有氫氧化鈣，故答案為：Mg（OH）₂、CaCO₃、MgCO₃

點(diǎn)評(píng)：本考點(diǎn)既考查了實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)和堿的性質(zhì)，又考查了碳酸鹽的檢驗(yàn)，還對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，綜合性比較強(qiáng)．實(shí)驗(yàn)探究題是近幾年中考的熱點(diǎn)之一，它包括實(shí)驗(yàn)方法和過程的探究，實(shí)驗(yàn)結(jié)論和實(shí)驗(yàn)規(guī)律的探究等．本題通過實(shí)驗(yàn)資料和實(shí)驗(yàn)分析，得到了正確的結(jié)論，屬于結(jié)論性探究．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握．