(2013?北京模擬)請你參與某學(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、堿等的混合物).同時,他們還查閱到下列有關(guān)物質(zhì)的溶解性:
物  質(zhì)Ca(HCO32Mg(HCO32Ca(OH)2Mg(OH)2CaCO3MgCO3
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�,取上層清液加入______,沒有白色沉淀,說明水垢中無Ca(OH)2
(2)乙同學(xué)設(shè)計了下列實驗裝置,進(jìn)一步確定水垢中含有碳酸鹽的成分.其主要實驗步驟如下:
①按圖組裝儀器,將50g水垢試樣放入錐形瓶中,加入足量某酸溶液;
②測量一定時間內(nèi)干燥管內(nèi)物質(zhì)增加的質(zhì)量(見下列曲線);
③待錐形瓶中不再產(chǎn)生氣泡時,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)檢查______,所加的酸溶液是______.
b.裝置Ⅱ的作用是______;從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣時,裝置Ⅰ的作用是______.
c.研究性小組的同學(xué)通過簡單計算,認(rèn)為水垢中一定含有MgCO3,理由是______.
實驗結(jié)論:通過上述探究可知:水垢的主要成分有______.
【答案】分析:提出猜想:根據(jù)水垢的成分及題中所給物質(zhì)的溶解性表可以提出猜想.
設(shè)計方案:(1)從檢驗鈣離子的方法上入手分析.
(2)a:根據(jù)實驗操作步驟分析即可;
實驗室用稀鹽酸溶解碳酸鈣.
b:堿石灰是堿性干燥劑,可以吸收酸性氣體,
氫氧化鈉可以吸收二氧化碳?xì)怏w.
c:從二氧化碳的量上去分析.
實驗結(jié)論:根據(jù)猜想和計算即可確定水垢的成分.
解答:解:提出猜想:因為水垢的主要成分為碳酸鹽、堿等的混合物,再結(jié)合物質(zhì)的溶解下表可知,水垢中一定含Mg(OH)2和CaCO3,可能含有Ca(OH)2和MgCO3
故選CaCO3,MgCO3
設(shè)計方案:(1)檢驗Ca2+用可溶性碳酸鹽,
故答案為:Na2CO3溶液
(2)a.在做有關(guān)氣體的實驗之前,一定要檢查裝置的氣密性;
溶解碳酸鹽用稀鹽酸,
故答案為:裝置的氣密性    稀鹽酸
b.因為該實驗通過測定生成二氧化碳的質(zhì)量來確定水垢的成分,所以進(jìn)入錐形瓶的氣體必須除去二氧化碳?xì)怏w,以免引起干擾,氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳?xì)怏w,所以裝置Ⅰ的作用是除去空氣中的CO2,又因為從錐形瓶中出來的二氧化碳不干燥,所以二氧化碳?xì)怏w在進(jìn)入干燥管之前必須經(jīng)過干燥,濃硫酸可以用來干燥二氧化碳?xì)怏w.
故答案為:吸收CO2中的水   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,而實驗測得生成的CO2質(zhì)量比22g多,所以水垢中一定還有MgCO3
故答案為:即使50g水垢全部為CaCO3,產(chǎn)生CO2的質(zhì)量應(yīng)為22g,而實驗測得生成的CO2質(zhì)量>22g
實驗結(jié)論:實驗猜想中已經(jīng)確定有Mg(OH)2、CaCO3,根據(jù)(2)的計算可知還應(yīng)該有MgCO3,
故答案為:Mg(OH)2、CaCO3、MgCO3
點評:在判斷混合物的成分是若題意中給出了一部分?jǐn)?shù)據(jù),此時利用假設(shè)法能快速判斷出混合物的組成.
練習(xí)冊系列答案
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