Question

【题目】小明拿起家中的水壶准备煮水时，发现壶内有些褐色的固体。为了探究其成分，与兴趣小组同学查阅资料后获知这些褐色的固体是水垢，它可能是因为水中含有Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2等可溶性物质在加热时生成了CaCO3和Mg(OH)2。

（1）含有较多Ca(HCO3)2的水称_____（填“硬水”或“软水”），加热时发生反应的化学方程式为__________。

（2）小明认为本市属喀斯特地貌，以石灰岩为主，该水垢的成分只有CaCO3；但小白不同意，认为也可能只有Mg(OH)2，还可能______________。

（3）小明为了证明自己的猜想，设计如下实验方案：

实验操作	现 象	结 论
①取少量水垢于试管中，加入过量的_______。	观察到现象_________， 反应的化学方程式__________。	水垢中有CaCO3
②向①反应后的试管中滴加2-3滴NaOH溶液	观察到现象__________。	水垢中没有Mg(OH)2， 我的猜想成立

（4）小白不认可小明的结论，认为他的实验操作有缺陷，原因是_________________________。

Answer 1

【答案】 硬水 Ca(HCO3)2CaCO3↓+H2O+CO2↑ CaCO3和Mg(OH)2 稀盐酸（或稀HNO3） 固体溶解（消失），有气泡冒出 CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ 没有沉淀（或无明显变化） 小明实验中盐酸过量，所加NaOH太少，无法检验是否有镁（Mg2+、MgCl2）

【解析】水壶内褐色的固体，可能是因为水中含有Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2等可溶性物质在加热时生成了CaCO3和Mg(OH)2。（1）含有较多Ca(HCO3)2的水称硬水，硬水是含有较多钙离子，镁离子的水；加热时发生反应的化学方程式为Ca(HCO3)2CaCO3↓+H2O+CO2↑。

（2）小明认为该水垢的成分只有CaCO3；但小白不同意，认为也可能只有Mg(OH)2，还可能CaCO3和Mg(OH)2，由质量守恒定律可知。。（3）小明设计如下实验方案：

实验操作	现 象	结 论
①取少量水垢于试管中，加入过量的稀盐酸（或稀HNO3）。	观察到现象是固体溶解（消失），有气泡冒出，反应的化学方程式是CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑。	水垢中有CaCO3
②向①反应后的试管中滴加2-3滴NaOH溶液	观察到现象是没有沉淀（或无明显变化）。	水垢中没有Mg(OH)2，氯化镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁白色沉淀 我的猜想成立

（4）小白不认可小明的结论，认为他的实验操作有缺陷，原因是小明实验中盐酸过量，所加NaOH太少，无法检验是否有镁（Mg2+、MgCl2）。

点睛∶水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2。含有较多钙离子，镁离子的水，称为硬水。碳酸氢盐不稳定，加热易分解。