Question

16．请你参与某学习小组研究性学习的过程，并协助完成相关任务．
【研究课题】探究X物质的成分．
【查阅资料】（1）X物质可能由Ca（HCO₃）₂、Mg（HCO₃）₂、Ca（OH）₂、Mg（OH）₂、CaCO₃、
BaCO₃中的一种或几种组成．
（2）X物质是通过过滤水溶液得到的沉淀．
（3）相关物质的溶解性如下表：

物  质	Ca（HCO3）2	Mg（HCO3）2	Ca（OH）2	Mg（OH）2	CaCO3	BaCO3
溶解性	可溶	可溶	微溶	不溶	不溶	不溶

【设计并实施方案】
（1）由查阅资料可知X物质肯定不含可溶性的Ca（HCO₃）₂、Mg（HCO₃）₂．
（2）甲同学在烧杯中放入少量研碎的X物质，加入足量蒸馏水充分搅拌，静置．取上层清液滴入Na₂CO₃溶液，没有白色沉淀，说明X物质中无Ca（OH）₂（填化学式）．
（3）乙同学设计了下列实验装置，想进一步确定X物质的成分．其主要实验步骤如下：

①按图组装仪器，关闭活塞b，将50gX物质的粉末放入锥形瓶中，逐滴加入足量稀硫酸，充分反应．
②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；
③称量D瓶内物质明显增加的质量；
④继续鼓入空气，直至D瓶内物质质量不变；
⑤经称量，D瓶内物质增加的质量为20g．
【评价】（1）A瓶中的NaOH溶液起到吸收鼓入的空气中的二氧化碳作用．若A瓶中无NaOH溶液，D瓶中的质量将增大（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（2）分析X物质的可能组成是（有几种写几种）Mg（OH）₂、CaCO₃、BaCO₃，或Mg（OH）₂、CaCO₃或CaCO₃、BaCO₃．

Answer 1

分析 【设计并实施方案】
氢氧化钙能和碳酸钠反应生成白色沉淀碳酸钙和氢氧化钠；
【评价】
氢氧化钠溶液能够吸收空气中的二氧化碳；
根据提供的数据，提供计算可以判断物质的可能组成．

解答 解：【设计并实施方案】
（2）取上层清液滴入Na₂CO₃溶液，没有白色沉淀，说明清液中不含有氢氧化钙，进一步说明X物质中无Ca（OH）₂．
故填：Ca（OH）₂．
【评价】
（1）A瓶中的NaOH溶液能够吸收鼓入的空气中的二氧化碳；
若A瓶中无NaOH溶液，D瓶中的质量将增大．
故填：吸收鼓入的空气中的二氧化碳；增大．
（2）碳酸钙、碳酸钡和稀硫酸反应的化学方程式及其反应物、生成物的质量关系为：
CaCO₃+H₂SO₄═CaSO₄+H₂O+CO₂↑，BaCO₃+H₂SO₄═BaSO₄↓+H₂O+CO₂↑，
 100                  44     197                     44
因为D瓶内物质增加的质量为20g，说明反应生成了20g二氧化碳，当生成的二氧化碳质量是20g时，由反应的化学方程式及其质量关系可知，消耗的碳酸钙质量小于50g，消耗的碳酸钡质量大于50g，因此X物质中一定含有碳酸钙，可能含有氢氧化镁，也可能含有碳酸钡，也可能含有氢氧化镁和碳酸钡，因此X物质的组成情况是：
Mg（OH）₂、CaCO₃、BaCO₃，或Mg（OH）₂、CaCO₃或CaCO₃、BaCO₃．
故填：Mg（OH）₂、CaCO₃、BaCO₃，或Mg（OH）₂、CaCO₃或CaCO₃、BaCO₃．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．