大自然的鬼斧神工造就出千沟万壑、千瀑万洞的“喀斯特地貌”,贵州双河溶洞是全球白云岩喀斯特典型的范例,某小组同学开展了研究性学习。
任务一:调查溶洞概况
小组同学通过实地勘察,绘制部分洞穴剖面图如图1。
(1)溶洞岩石以白云岩为主,其中的
、
两种化合物的类别属于_____(选填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)岩石裂缝渗水以及洞内地下水对白云岩不断侵蚀,形成千姿百态的溶洞地貌。测得A处渗水的
,显_____性。
任务二:探究白云岩溶蚀与钟乳石的形成
【资料显示】当
遇到溶有
的水时,会生成溶解性较大的
,发生反应①
;溶有
的水遇热或压强变小时,就会分解,重新形成
沉积下来,发生反应②
。
【探究活动1】用
模拟白云岩的溶蚀
(1)设计方案制取
白云岩中除
、
外,还含有多种成分。小组同学设计两种不同反应原理的方案制取
模拟溶蚀过程,完成下表。
序号 |
试剂 |
反应原理(化学方程式) |
方案一 |
、氢氧化钙固体、蒸馏水 |
_____ |
方案二 |
_____ |
_____ |
(2)进行溶蚀模拟实验
实验一:用方案一进行实验,向盛有一定量氢氧化钙固体的烧杯中加入蒸馏水,搅拌,过滤,得到饱和澄清石灰水。取
饱和澄清石灰水于烧杯中,通入一定量
,观察到溶液立即变浑浊,继续通入过量
,浑浊液未变澄清。
【表达交流】根据资料显示中的反应①,应观察到浑浊液变澄清,现象与预期不符。经过讨论、分析,为达到实验目的,改进实验如下。
实验二:另取
饱和澄清石灰水于烧杯中,加入
蒸馏水,搅拌,通入一定量
,溶液逐渐变浑浊,继续通入过量
,浑浊液变澄清。
【分析与解释】改进后现象与预期相符。加入
蒸馏水的作用是_____,浑浊液变澄清的原因是_____。
小组同学用其它的方法,证明了白云岩中的
也能在酸性条件下发生溶蚀。
【探究活动2】模拟钟乳石的形成
取实验二反应后的溶液,静置,放于低压环境,一段时间以后发现澄清溶液中出现浑浊现象,实验成功。
【迁移应用】图1中,滴水从B处下落的过程中,产生
的原因可能是_____。
任务三:模拟洞内地下水对白云岩的溶蚀
洞内地下水中富含钙离子、锶离子、硫酸根离子等,小组同学用四种盐溶液进行地下水对白云岩的溶蚀实验,测得白云岩溶蚀率(溶蚀率:白云岩减少的质量与白云岩总质量的比值。)随时间变化的关系如图2。下列说法正确的是_____(填字母序号)。
A. |
白云岩的溶蚀率随时间的增加而增大 |
B. |
锶离子含量越多,越能促进白云岩的溶蚀 |
C. |
混合溶液会增大白云岩的溶蚀率 |
D. |
白云岩的溶蚀受钙离子、锶离子的影响 |
【项目总结】沉积物是“时间胶囊”,可反映出它们形成时的地质环境,极具科研价值。