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        1. (9分)請你參與某學(xué)習(xí)小組進行研究性學(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,在加熱時,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(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CaCO3        ,可能含有Ca(OH)2        。寫出Ca(HCO3)2受熱分解的化學(xué)方程式        。

          【設(shè)計方案】:

          ⑴ 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攪拌,取上層清液加入              ,沒有白色沉淀,說明水垢中無Ca(OH)2;

          ⑵ 乙同學(xué)設(shè)計下列實驗裝置,進一步確定水垢中含有碳酸鹽的成分,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。

          a.步驟①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的作用是____________________。

          c.研究性小組的同學(xué)通過簡單計算,認為水垢中一定含有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】

          【提出猜想】Mg(OH)2(1分)  MgCO3; Ca(HCO32= CaCO3+ CO2↑+ H2O

          【設(shè)計方案】

          ⑴ Na2CO3溶液;

          ⑵ a.稀鹽酸; 

          b.吸收CO2中的水;  使裝置中的二氧化碳全部被堿石灰吸收

          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>22g

          【實驗結(jié)論】Mg(OH)2、CaCO3、MgCO3

          【解析】

          試題分析:【提出猜想】根據(jù)題意可知,水垢的主要成分為碳酸鹽、堿等物質(zhì)的混合物,再結(jié)合物質(zhì)的溶解性表可知,水垢中一定含Mg(OH)2和CaCO3,可能含有Ca(OH)2和MgCO3;Ca(HCO3)2受熱分解生成碳酸鈣、水和二氧化碳,故反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca(HCO3)2  加熱  CaCO3+CO2↑+H2O。

          【設(shè)計方案】

          (1)檢驗Ca2+要用可溶性的碳酸鹽,如Na2CO3溶液,因為二者能反應(yīng)產(chǎn)生沉淀。

          (2)a.由于水垢中存在有碳酸鈣,而硫酸與碳酸鈣反應(yīng)會生成微溶于水的硫酸鈣,覆蓋在碳酸鈣的表面,阻止了反應(yīng)的進一步進行,故溶解碳酸鹽一般用稀鹽酸;

          b.因為該實驗是要通過測定生成二氧化碳的質(zhì)量來確定水垢的成分,而從錐形瓶中出來的二氧化碳氣體是不干燥的,且都會被干燥管內(nèi)的物質(zhì)吸收,從而影響到結(jié)果的測定,所以二氧化碳氣體在進入干燥管之前必須經(jīng)過干燥,濃硫酸恰可以用來干燥二氧化碳氣體;由于氣壓的原因,最后錐形瓶中會殘存有一定量的二氧化碳氣體,故從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣嗎,可以使裝置中的所有二氧化碳都能被堿石灰所吸收。

          c.根據(jù)化學(xué)方程式的計算可知,即使50g水垢全部為CaCO3,產(chǎn)生CO2的質(zhì)量也僅為22g,而實驗測得生成的CO2質(zhì)量為24g,比22g多,所以水垢中一定還有MgCO3。

          【實驗結(jié)論】實驗猜想中已經(jīng)確定有Mg(OH)2和 CaCO3,而根據(jù)(2)的計算可知還應(yīng)該含有MgCO3,故水垢的主要成分有Mg(OH)2、CaCO3和MgCO3。

          考點:實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,證明碳酸鹽(CO32-檢驗方法),二氧化碳的化學(xué)性質(zhì),酸的物理性質(zhì)及用途,堿的化學(xué)性質(zhì)

          點評:在解此類題時,首先要會分析題中所涉及的反應(yīng)原理,然后結(jié)合反應(yīng)原理和計算所要用到的數(shù)據(jù)進行分析解答。對于驗證型實驗探究,要熟記物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,根據(jù)給出的實驗設(shè)計方案,進行實驗、分析和探究,并通過觀察、記錄和分析的實驗現(xiàn)象,來驗證該物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律等。

           

          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:初中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

          29、下面是某實驗小組的同學(xué)進行研究性學(xué)習(xí)的過程,請你參與并協(xié)助他們完成相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù).
          【研究課題】探究草酸晶體受熱分解的產(chǎn)物
          【查閱資料】
          (1)該小組同學(xué)通過網(wǎng)絡(luò)查詢,獲得草酸及草酸晶體的一些相關(guān)知識:

          (2)白色的無水硫酸銅遇水蒸氣會變藍色
          【作出猜想】
          第一種:草酸分解產(chǎn)物CO2和H2
          第二種:草酸分解產(chǎn)物是CO2、CO和H2O
          第三種:草酸的分解產(chǎn)物是
          CO2
          、
          H2O
          (你猜想的產(chǎn)物化學(xué)式)
          【設(shè)計實驗】

          【實驗操作】
          甲同學(xué)按其設(shè)計的實驗裝置(如圖1)實驗時觀察到澄清的石灰水變渾濁了,乙同學(xué)按圖2的裝置實驗也觀察到澄清的石灰水變渾濁了,這些現(xiàn)象證明產(chǎn)物中一定有
          CO2
          ; 無水CuSO4變藍,證明產(chǎn)物中還有
          H2O
          若產(chǎn)物中有CO,則乙的對應(yīng)實驗現(xiàn)象是
          干燥管上方的氣體,可以燃燒,燒杯內(nèi)壁的澄清石灰水變渾濁;
          證明CO生成的化學(xué)反應(yīng)方程式是
          2CO+O2═2CO2
          CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O

          得出結(jié)論
          若第二種猜想是正確的,請你寫出草酸分解的反應(yīng)方程式
          H2C2O4═CO2↑+CO↑+H2O

          【反思評價】
          乙認為甲設(shè)計的實驗裝置有缺陷:由于試管口向下傾斜,草酸晶體熔點較低,加熱到182℃便開始熔化,因此實驗中會出現(xiàn)熔融的草酸流進導(dǎo)管而影響后續(xù)實驗.請你談?wù)勓b置2的至少兩點優(yōu)于裝置1的優(yōu)點:
          防止熔化的草酸流出;圖2裝置可以檢驗出生成物中是否有水蒸氣;

          利用乙設(shè)計的裝置證明產(chǎn)物中沒有H2的方法是:
          在干燥管上方罩一干冷燒杯,點燃氣體,觀察燒杯內(nèi)壁無水珠出現(xiàn).

          【交流討論】
          丙同學(xué)繼續(xù)查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn):草酸是一種酸,在受熱分解過程中有少量升華;草酸鈣和草酸氫鈣均為白色不溶物.丙同學(xué)通過進一步研究,對實驗中CO2的檢驗提出質(zhì)疑,并提出實驗的改進措施,他提出的措施是
          在C、D裝置之間加一個冷卻裝置(塞有雙孔橡皮塞的試管或廣口瓶等)或盛有水的洗氣瓶

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          科目:初中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

          下面是某實驗小組的同學(xué)進行研究性學(xué)習(xí)的過程,請你參與并協(xié)助他們完成相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù).
          研究課題:探究草酸晶體受熱分解的產(chǎn)物
          查閱資料:
          (1)該小組同學(xué)通過網(wǎng)絡(luò)查詢,獲得草酸及草酸晶體的一些相關(guān)知識:
          名稱 化學(xué)式 顏色、狀態(tài) 溶解性 熔點(℃) 密度(g/cm3 草酸 H2C2O4 - 易溶于水 189.5 1.900 草酸晶體 H2C2O4?2H2O 無色晶體 - 101.5 1.650
          (2)白色的無水硫酸銅遇水蒸氣會變藍色
          作出猜想:
          第一種:草酸分解產(chǎn)物CO2和H2
          第二種:草酸分解產(chǎn)物是CO2、CO和H2O
          第三種:草酸的分解產(chǎn)物是
           
          、
           
          (你猜想的產(chǎn)物化學(xué)式)
          設(shè)計實驗:
          精英家教網(wǎng)
          實驗操作:甲同學(xué)按其設(shè)計的實驗裝置(如圖1)實驗時觀察到澄清的石灰水變渾濁了乙同學(xué)按圖2的裝置實驗也觀察到澄清的石灰水變渾濁了,這些現(xiàn)象證明產(chǎn)物中一定有
           
          ; 無水CuSO4變藍,證明產(chǎn)物中還有
           
          若產(chǎn)物中有CO,則乙的對應(yīng)實驗現(xiàn)象是
           
          證明CO生成的化學(xué)反應(yīng)方程式是
           
           

          得出結(jié)論:若第二種猜想是正確的,請你寫出草酸分解的反應(yīng)方程式
           

          反思評價:乙認為甲設(shè)計的實驗裝置有缺陷:由于試管口向下傾斜,草酸晶體熔點較低,加熱到182℃便開始熔化,因此實驗中會出現(xiàn)熔融的草酸流進導(dǎo)管而影響后續(xù)實驗.請你談?wù)勓b置2的至少兩點優(yōu)于裝置1的優(yōu)點:
           

           

          利用乙設(shè)計的裝置證明產(chǎn)物中沒有H2的方法是:
           

          交流討論:丙同學(xué)繼續(xù)查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn):草酸是一種酸,在受熱分解過程中有少量升華;草酸鈣和草酸氫鈣均為白色不溶物.丙同學(xué)通過進一步研究,對實驗中CO2的檢驗提出質(zhì)疑,并提出實驗的改進措施,他提出的措施是
           

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          科目:初中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

          下面是某實驗小組的同學(xué)進行研究性學(xué)習(xí)的過程,請你參與并協(xié)助他們完成相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù).
          研究課題:探究草酸晶體受熱分解的產(chǎn)物
          查閱資料:
          (1)該小組同學(xué)通過網(wǎng)絡(luò)查詢,獲得草酸及草酸晶體的一些相關(guān)知識:
          名稱 化學(xué)式 顏色、狀態(tài) 溶解性 熔點(℃) 密度(g/cm3
          草酸 H2C2O4 - 易溶于水 189.5 1.900
          草酸晶體 H2C2O4?2H2O 無色晶體 - 101.5 1.650
          (2)白色的無水硫酸銅遇水蒸氣會變藍色
          作出猜想:
          第一種:草酸分解產(chǎn)物CO2和H2
          第二種:草酸分解產(chǎn)物是CO2、CO和H2O
          設(shè)計實驗:
          實驗操作:甲同學(xué)按其設(shè)計的實驗裝置(如圖1)實驗時觀察到澄清的石灰水變渾濁了;乙同學(xué)按圖2的裝置實驗也觀察到澄清的石灰水變渾濁了,這些現(xiàn)象證明產(chǎn)物中一定有
          CO2
          CO2
          ; 無水CuSO4變藍,證明產(chǎn)物中還有
          H2O
          H2O
          若產(chǎn)物中有CO,則乙的對應(yīng)實驗現(xiàn)象是
          點燃干燥管上方的氣體,可以燃燒,燒杯內(nèi)壁的澄清石灰水變渾濁
          點燃干燥管上方的氣體,可以燃燒,燒杯內(nèi)壁的澄清石灰水變渾濁
          證明CO生成的化學(xué)反應(yīng)方程式是
          2CO+O2
           點燃 
          .
           
          2CO2
          2CO+O2
           點燃 
          .
           
          2CO2
          CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O
          CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O

          得出結(jié)論:若第二種猜想是正確的,請你寫出草酸分解的反應(yīng)方程式
          H2C2O4
            △  
          .
           
          CO2↑+CO↑+H2O
          H2C2O4
            △  
          .
           
          CO2↑+CO↑+H2O

          反思評價:乙認為甲設(shè)計的實驗裝置有缺陷:由于試管口向下傾斜,草酸晶體熔點較低,加熱到182℃便開始熔化,因此實驗中會出現(xiàn)熔融的草酸流進導(dǎo)管而影響后續(xù)實驗.請你談?wù)勓b置2的至少兩點優(yōu)于裝置1的優(yōu)點:
          1
          防止熔化的草酸流出
          防止熔化的草酸流出
          ;2
          圖2裝置可以檢驗出生成物中是否有水蒸氣
          圖2裝置可以檢驗出生成物中是否有水蒸氣

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          科目:初中化學(xué) 來源:2012年廣西柳州市羊角山中學(xué)中考模擬檢測化學(xué)試卷(一)(解析版) 題型:填空題

          下面是某實驗小組的同學(xué)進行研究性學(xué)習(xí)的過程,請你參與并協(xié)助他們完成相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù).
          研究課題:探究草酸晶體受熱分解的產(chǎn)物
          查閱資料:
          (1)該小組同學(xué)通過網(wǎng)絡(luò)查詢,獲得草酸及草酸晶體的一些相關(guān)知識:
          名稱化學(xué)式顏色、狀態(tài)溶解性熔點(℃)密度(g/cm3
          草酸H2C2O4-易溶于水189.51.900
          草酸晶體H2C2O4?2H2O無色晶體-101.51.650
          (2)白色的無水硫酸銅遇水蒸氣會變藍色
          作出猜想:
          第一種:草酸分解產(chǎn)物CO2和H2
          第二種:草酸分解產(chǎn)物是CO2、CO和H2O
          設(shè)計實驗:
          實驗操作:甲同學(xué)按其設(shè)計的實驗裝置(如圖1)實驗時觀察到澄清的石灰水變渾濁了;乙同學(xué)按圖2的裝置實驗也觀察到澄清的石灰水變渾濁了,這些現(xiàn)象證明產(chǎn)物中一定有    ; 無水CuSO4變藍,證明產(chǎn)物中還有    若產(chǎn)物中有CO,則乙的對應(yīng)實驗現(xiàn)象是    證明CO生成的化學(xué)反應(yīng)方程式是    、   
          得出結(jié)論:若第二種猜想是正確的,請你寫出草酸分解的反應(yīng)方程式   
          反思評價:乙認為甲設(shè)計的實驗裝置有缺陷:由于試管口向下傾斜,草酸晶體熔點較低,加熱到182℃便開始熔化,因此實驗中會出現(xiàn)熔融的草酸流進導(dǎo)管而影響后續(xù)實驗.請你談?wù)勓b置2的至少兩點優(yōu)于裝置1的優(yōu)點:
          1    ;2   

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          科目:初中化學(xué) 來源:2008年江蘇省南京市鼓樓區(qū)中考化學(xué)模擬試卷(解析版) 題型:填空題

          下面是某實驗小組的同學(xué)進行研究性學(xué)習(xí)的過程,請你參與并協(xié)助他們完成相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù).
          研究課題:探究草酸晶體受熱分解的產(chǎn)物
          查閱資料:
          (1)該小組同學(xué)通過網(wǎng)絡(luò)查詢,獲得草酸及草酸晶體的一些相關(guān)知識:
          名稱化學(xué)式顏色、狀態(tài)溶解性熔點(℃)密度(g/cm3
          草酸H2C2O4-易溶于水189.51.900
          草酸晶體H2C2O4?2H2O無色晶體-101.51.650
          (2)白色的無水硫酸銅遇水蒸氣會變藍色
          作出猜想:
          第一種:草酸分解產(chǎn)物CO2和H2
          第二種:草酸分解產(chǎn)物是CO2、CO和H2O
          第三種:草酸的分解產(chǎn)物是、(你猜想的產(chǎn)物化學(xué)式)
          設(shè)計實驗:

          實驗操作:甲同學(xué)按其設(shè)計的實驗裝置(如圖1)實驗時觀察到澄清的石灰水變渾濁了乙同學(xué)按圖2的裝置實驗也觀察到澄清的石灰水變渾濁了,這些現(xiàn)象證明產(chǎn)物中一定有; 無水CuSO4變藍,證明產(chǎn)物中還有若產(chǎn)物中有CO,則乙的對應(yīng)實驗現(xiàn)象是證明CO生成的化學(xué)反應(yīng)方程式是、.
          得出結(jié)論:若第二種猜想是正確的,請你寫出草酸分解的反應(yīng)方程式.
          反思評價:乙認為甲設(shè)計的實驗裝置有缺陷:由于試管口向下傾斜,草酸晶體熔點較低,加熱到182℃便開始熔化,因此實驗中會出現(xiàn)熔融的草酸流進導(dǎo)管而影響后續(xù)實驗.請你談?wù)勓b置2的至少兩點優(yōu)于裝置1的優(yōu)點:;

          利用乙設(shè)計的裝置證明產(chǎn)物中沒有H2的方法是:.
          交流討論:丙同學(xué)繼續(xù)查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn):草酸是一種酸,在受熱分解過程中有少量升華;草酸鈣和草酸氫鈣均為白色不溶物.丙同學(xué)通過進一步研究,對實驗中CO2的檢驗提出質(zhì)疑,并提出實驗的改進措施,他提出的措施是.

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