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南京某中学学习小组考察过溶洞后,为溶洞中形态各异的石笋和钟乳石而惊叹,决定设计和实施简单的实验--模拟溶洞的“形成”.从教材上查得如下资料:
溶洞都分布在石灰岩组成的山地中,石灰岩的主要成分是碳酸钙,当遇到溶有二氧化碳的水时,会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙:CaCO3+CO2+H2O═Ca(HCO3)2;溶有碳酸氢钙的水遇热或当压强突然变小时,溶解在水里的碳酸氢钙就会分解,重新生成碳酸钙沉积下来,同时放出二氧化碳:Ca(HCO3)2═CaCO3↓+CO2↑+H2O.洞顶的水在慢慢向下渗透时,水中的碳酸氢钙发生上述反应,有的沉积在洞顶,有的沉积在洞底,日积月累,洞顶的形成钟乳石,洞底的形成石笋,当钟乳石与石笋相连时就形成了石柱.
(1)他们设计并完成了模拟溶洞“形成”的实验.其实验过程如图,试回答:

实现转化①需要通入足量的气体A,A的化学式是______;B溶液中溶质的化学式是______;实现转化②,通常采用的基本操作方法是______.
(2)他们用采集的石灰岩样品进行相关实验.将采集到的样品用水冲洗后晾干,称取24.00g样品平均分成两份,分别与足量相同质量分数的稀盐酸反应进行下列测定(如图1),经数据处理得到释放出二氧化碳的质量与反应时间的关系图(如图2).

①图1所示实验中数据记录纸上应该连续记录的实验数据是______和______.
②由图2中曲线可以看出,固体物质与液体物质反应,当其他条件相同时,接触面积越______,其反应速率越______.
③试求样品中碳酸钙的质量分数(假设样品中其他杂质不参加反应,不考虑水、氯化氢逸出).
(1)由图中不溶性的碳酸钙经转化①变成可溶性的,结合题干中的信息“石灰岩的主要成分是碳酸钙,当遇到溶有二氧化碳的水时,会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙:CaCO3+CO2+H2O═Ca(HCO3)2”可知气体A是二氧化碳,其化学式为CO2;B中的溶质是碳酸氢钙,其化学式为Ca(HCO3)2.
由图中可溶性的碳酸氢钙经转化②变成不溶性的碳酸钙,结合题干中提供的信息“溶有碳酸氢钙的水遇热或当压强突然变小时,溶解在水里的碳酸氢钙就会分解,重新生成碳酸钙沉积下来,同时放出二氧化碳:Ca(HCO3)2═CaCO3↓+CO2↑+H2O”可知能实现这一转化的方法有加热或减压,两方法中加热是通常采用的基本操作方法.
(2)①结合图2所示的两个量可知图1中实验中数据记录纸上应该连续记录的实验数据是电子天平示数(或锥形瓶体系质量)和计时器示数(或反应时间).
②由图2所示的图象可知:在反应结束前某一温度时,粉末状的石灰岩产生的二氧化碳多,是由于粉末状的石灰岩与稀盐酸的接触面积大,因此反应速率快;块状的石灰岩产生的二氧化碳少,是由于块状的石灰岩与稀盐酸的接触面积小,因此反应速率慢.
③设每份样品中CaCO3的质量为x.
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 3.30g
100
44
=
x
3.30g
,
x=7.50g
样品中碳酸钙的质量分数为
7.50g
24g÷2
×100%=62.5%
故答案为:
(1)CO2;Ca(HCO3)2;加热
(2)①电子天平示数(或锥形瓶体系质量);计时器示数(或反应时间)(答案不分先后顺序)
②大快(或小慢)
③样品中碳酸钙的质量分数为62.5%
练习册系列答案
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药品柜
甲
乙
丙
丁
药品
硫酸硝酸
氢氧化钠氢氧化钾
氯酸钾高锰酸钾
汽油酒精
实验室新购进一些盐酸,应将它存放在药品柜                           
A.甲            B.乙           C.丙           D.丁

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【提出猜想】:
猜想1 滤液中的溶质为NaCl;
猜想2 滤液中的溶质为NaCl、CaCl2;
猜想3 滤液中的溶质为______;
猜想4 滤液中的溶质为NaCl、CaCl2、Na2CO3;
(1)完成猜想3.
(2)同学们一致认为,猜想4有明显的错误,其原因是______.
【设计实验,验证猜想】:
实验步骤实验现象实验结论
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取滤液于试管中,向滤液中滴加适量的稀盐酸猜想3成立
【反思与评价】:
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