题目内容
【题目】兴趣小组的同学通过实验探究热水壶底部水垢的主要成分。
（提出问题）硬水煮沸后的白色固体（水垢）中含有什么物质？
（查阅资料）
Ⅰ.硬水中含有一定量的 Ca(HCO3)2 和 Mg(HCO3)2，加热时趋于生成溶解度更小的物质。 有关物质的溶解性：
物 质 | 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 |
Ⅱ. Mg(OH)2 和 MgCO3 受热分解均分别生成对应的两种氧化物。
（猜想）水垢的主要成分一定含有不溶的Mg(OH)2 和________，可能含有微溶的Ca(OH)2和______。
（实验）
（1）初步探究白色固体成分
①甲同学取白色固体少许，加入适量水充分溶解，在上层清液中滴加________溶液（选 填序号），没有白色沉淀生成，说明水垢中无 Ca(OH)2；
A 碳酸钠 B 氯化钾 C 碳酸钾
②另取白色固体加入稀盐酸，观察到有气泡产生，甲同学认为还含有 MgCO3，其他同学否定了他的结论，理由是__________。
③已知Ca(HCO3)2 受热分解与碳酸氢钠受热分解类似，请写出Ca(HCO3)2 受热分解的化学方程式___________________。
（2）为进一步确定白色固体的成分，乙同学称取 20g 白色固体，设计如下实验：
碱石灰的主要成分是固体 CaO 和 NaOH 的混合物。
①反应前，先通一段时间的空气，目的是______________。
②实验中 E 装置的作用是____________________。
③充分反应后，测得 C 增重 1.8g，D 中增重 6.6g。20g 白色固体中 Mg(OH)2 的质量是___________________g。
（结论）该白色固体中氢氧化镁与碳酸钙的质量比为_________。
【答案】CaCO3 MgCO3 AC 碳酸钙与稀盐酸反应也产生气泡 
排尽装置内空气中的二氧化碳和水，减少误差 防止外界空气中的二氧化碳和水进入D中，减少误差 5.8 58:100（或29:50）
【解析】
[猜想]：通过表格可知，不溶物为氢氧化镁和碳酸钙，微溶无为碳酸镁和氢氧化钙。则可以分析出水垢中一定含有不溶的氢氧化镁和碳酸钙，可能含有微溶的氢氧化钙和碳酸镁。故答案为：CaCO3、MgCO3；
（1）①甲同学取白色固体少许，加入适量的水充分溶解，在上层清液中滴加碳酸钾或碳酸钠溶液，没有白色沉淀生成，证明没有氢氧化钙。因为氢氧化钙中的钙离子会和碳酸钾或碳酸钠中的碳酸根离子结合，生成碳酸钙沉淀。所以通过此实验可以证明出，白色固体不含氢氧化钙。故答案为：A或C；
②通过猜想可知，粉末中一定含有碳酸钙，可能含有碳酸镁。加入的稀盐酸会和碳酸钙、碳酸镁都会反应生成二氧化碳，有气体产生，所以无法证明一定含有碳酸镁。因为若不含有碳酸镁，也能观察到同样的现象。故答案为：碳酸钙与稀盐酸反应也产生气泡；
③碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、水和二氧化碳。则碳酸氢钙受热也会分解为对应的碳酸盐，即碳酸钙、水和二氧化碳。故答案为：；
（2）通过实验信息可知，将固体物质加热，通过测定生成物的质量从而计算反应物的质量。根据题意可知，氢氧化镁受热分解的方程式为：
，碳酸镁受热分解的方程式为：
，碳酸钙受热分解的方程式为：
。C装置中盛放的无水硫酸铜可以检测生成水的质量，D装置中的碱石灰可以检测生成的二氧化碳的质量。A、E装置中的碱石灰作用是吸收空气中的水分和二氧化碳，防止干扰实验。
①反应前，应该先通入一段时间的空气，目的是排尽装置内空气中的二氧化碳和水，避免对实验造成干扰，减小误差。故答案为：排尽装置内空气中的二氧化碳和水，减少误差；
②通过分析可知，实验需要通过测定D装置增加的重量从而推测固体的成分。若没有E装置，则空气中的水分和二氧化碳会进入实验装置中，从而影响实验的测定，造成误差。故答案为：防止外界空气中的二氧化碳和水进入D中，减少误差；
③充分反应后，测得C增重1.8g，则说明生成水的质量为1.8g。而三种物质中，只有氢氧化镁受热分解能生成水，则证明白色固体中含有氢氧化镁。D中增重6.6g，则说明生成二氧化碳的质量为6.6g，白色固体中含有碳酸盐。
设20g白色固体中，氢氧化镁的质量为x。
解得x=5.8g。故答案为：5.8；
[结论]：设碳酸钙生成二氧化碳的质量为a1，碳酸镁生成二氧化碳的质量为a2，碳酸钙质量为y，则碳酸镁的质量为（20g-5.8g-y）。
解得：y=
……①
解得：14.2g-y=
……②
则联立①、②得：①+②：14.2g=+……③
由根据题意可知，共计生成二氧化碳的质量为6.6g，则a1+a2=6.6g……④
解得a1=4.4g，a2=2.2g。
所以混合物中，碳酸钙的质量为：
，碳酸镁的质量为：20g-5.8g-10g=4.2g。
所以白色固体中氢氧化镁与碳酸钙的质量比为：5.8g:10g=58:100=29:50。故答案为：58:100（或29:50）。
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【题目】在宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科学习的特点。
（1）甲、乙、丙、丁表示四种物质，它们的微观示意图如表所示：
物质 | 甲 | 乙 | 丙 | 丁 |
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微观示意图 |
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①一个丙分子共有___________个原子。
②甲、乙、丙、丁四种物质中属于氧化物的是__________和____________（写化学式）。
（2）工业上使用一种国产低温催化剂生产氢气的反应过程如图所示：
①该反应的化学方程式为_______________；
②参加反应的
与
分子个数之比为______________。
【题目】果果了解到：对意外伤害时进行紧急抢救，最宝贵时刻在于事发最初的黄金4分钟时间里，对病患者进行心肺复苏术急救，果果探究小组设计右图所示装置测定人体呼出气体中的氧气含量，请你共同完成探究过程：
（查阅资料）正常空气中氧气的体积分数为21%，人平常呼气中含氧量为16%，人工呼吸时可增至18%，而含二氧化碳仅为2%，因此呼气中的氧气浓度足以维持生命所需，可根据具体情形，可采用不同的人工呼吸法。
（实验方案）采用排水法收集人体呼出的气体，储存在由注射器和具支试管组成的密闭系统中，并在注射器内留有25mL空气，给装有铜粉的具支试管加热，同时缓慢推拉注射器活塞，待注射器活塞冷却并稳定后，观察密闭系统内空气体积变化：
（1）在实验加热过程中，具支试管上的小气球作用是______________；
（2）写出该实验中反应的化学方程式为______________________；
（归纳结论）果果测得实验结果如下：
反应前装置内气体总体积 | 反应后装置内气体总体积 |
25.0mL | 20.5mL |
（3）由此数据可以推算出：测定出人体呼出气体中氧气的体积分数为______，则不影响病患者的正常呼吸。
（4）如果该实验出现误差，所造成的原因可能是________（填序号）。
①没有推拉注射器活塞； ②读数时没有冷却至室温；
③加入铜粉量太少； ④加入铜粉量太多；
（反思拓展）（5）通过上面的实验，你学到的测定人体呼出气体中氧气含量的方法是______。
