[题目]浴室喷头长时间使用会有白色固体附着.俗称水垢.这是因为硬水中含有较多的可溶性的碳酸氢钙[Ca(HCO3)2],还含有可溶性的碳酸氢镁[Mg(HCO3)2].查阅资料.加热时会产生难溶性的固体.其中碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]受热易分解.生成难溶性的化合物.气体等物质.某小组想探究碳酸氢钙受热分解后产物的成分.[提出猜想]猜想1．难溶性化合物可能是CaCO3,猜� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】浴室喷头长时间使用会有白色固体附着，俗称水垢。这是因为硬水中含有较多的可溶性的碳酸氢钙【Ca(HCO3)2】,还含有可溶性的碳酸氢镁【Mg(HCO3)2】。查阅资料，加热时会产生难溶性的固体。其中碳酸氢钙【Ca(HCO3)2】受热易分解，生成难溶性的化合物、气体等物质。某小组想探究碳酸氢钙受热分解后产物的成分。

【提出猜想】猜想1．难溶性化合物可能是CaCO3；猜想2．气体可能是H2、CO、CO2 。

【方案设计】请你设计实验，帮助该组同学确定难溶物的成分。

实验步骤	实验现象	结论
_____	_______	难溶物是CaCO3

【实验探究】该组同学设计如图实验，继续探究气体的成分。

操作1．加热A装置，一段时间后，B装置中的澄清石灰水变浑浊。

操作2．在a处用燃着的木条检验，无明显现象。

【实验结论】结论1．碳酸氢钙分解产生的气体是____________；

结论2．碳酸氢钙受热分解的化学方程式为_____________________________。

【反思评价】有同学提出：硬水中可溶性的碳酸氢镁【Mg(HCO3)2】受热也会产生不溶性的固体，那水垢的成分中还有什么物质？根据上述探究，该组同学设计如下图装置进一步实验。（已知碱石灰主要成分为CaO和NaOH）

【实验测定】步骤如下：

①按图组装仪器，先_____________，再将50g水垢样品放入锥形瓶中。

②打开止水夹K，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气。

③逐滴加入足量稀盐酸，待锥形瓶中出现气泡不再产生现象时，停止滴加稀盐酸。

④打开止水夹K，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气；

⑤称量D瓶内物质增加的质量，直至D瓶内物质质量不变；

⑥测量滴加稀盐酸体积与D瓶内物质增加质量的关系如下图曲线所示。

【讨论交流】

①A装置中的NaOH溶液的作用是____________________，若没有A装置，D装置中的质量将_______________（填“偏大”、“不变”或“偏小”）。

②C装置中浓硫酸的作用是__________________，E装置的作用是____________________。

③分析曲线图，通过计算可知：水垢中一定含有（化学式）________，理由是________________。

④查阅资料：水垢的主要成分有CaCO3、MgCO3和Mg(OH)2三种成分，三种物质加热后均能生成两种氧化物。小组同学提出探究水垢中氢氧化镁的质量分数：另取质量为50g的水垢试样，放入试管中加热至质量不再减少为止，测得二氧化碳24 g，残留固体25.1g。结合以上数据，确定水垢样品中氢氧化镁的质量分数为_______________。（结果保留小数点后一位）

【答案】取样，滴加稀盐酸有气泡产生 CO2 Ca(HCO3)2 CaCO3 ↓+ CO2↑+H2O 检查装置气密性吸收鼓入空气中的二氧化碳偏大吸水干燥吸收外界空气中CO2 和H2O MgCO3 （或CaCO3和MgCO3）若只有CaCO3则50g只能生成CO222g，测定生成的CO224g，则一定还有MgCO3 5.8%

【解析】 (1).碳酸盐能与酸反应生成二氧化碳，所以取样，滴加稀盐酸，有气泡产生，可证明难溶物是CaCO3； (3). ．碳酸氢钙分解产生气体CO2 、碳酸钙、水；反应方程式为：Ca(HCO3)2 CaCO3 ↓+ CO2↑+H2O ； (5). 做实验时要先检查装置气密性，然后再加入药品； (6). A装置中的NaOH溶液的作用是吸收鼓入空气中的二氧化碳，因二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水； (7). 若没有A装置，D装置将吸收空气中的二氧化碳，导致质量偏大 (8). 浓硫酸有吸水性，可吸水干燥二氧化碳； (9). E装置的作用是吸收外界空气中CO2 和H2O ；D装置中的质量将吸收空气中的二氧化碳，导致质量偏大 (10). 水垢的成分是碳酸钙和氢氧化镁；每碳酸钙完全反应生成44g二氧化碳，每84g碳酸镁完全反应生成44g二氧化碳，因为若只有CaCO3则50g只能生成CO222g，测定生成的CO224g，则一定还有MgCO3 (12). 碳酸镁在加热条件分解生成氧化镁和二氧化碳，碳酸钙在加热条件下生成二氧化碳和氧化钙，氢氧化镁加热条件下分解生成氧化镁和水；所以加热后减少的是水的二氧化碳的总量；质量为50g的水垢试样，放入试管中加热至质量不再减少为止，残留固体25.1g ，则生成二氧化碳和水的总量为：50g-25.1g=24.9g,测得二氧化碳24 g，所以水的质量为0.9g。氢氧化镁可看做MgOH2O，氢氧化镁的质量为：0.9g÷（18÷58×100%）=2.9g；水垢样品中氢氧化镁的质量分数为2.9g ÷50g×100%=5.8%。