Question

【题目】溶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]。査阅资料，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，帮助该组同字确定难溶物的成分。

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1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，该组同学设计如图2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______________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图3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”“不変”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______________(填化学式)，理由是____________________。

Answer 1

【答案】取少量难溶物于试管中，加入盐酸后，将产生的气体通入澄清石灰水 有气泡生成且石灰水变浑浊 二氧化碳 检查装置气密性 不再产生气泡 吸收空气中的二氧化碳，以除去空气二氧化碳防止对后面测定的影响 偏大 吸收混在二氧化碳气体中的水的作用 避免空气中的二氧化碳进入E装置 如果50g水垢全部为CaCO3，产生CO2的质量应为22g，而实验测得生成的CO2质量为24g，大于了22g

【解析】

稀盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，碳酸氢钙加热生成碳酸钙、水和二氧化碳。

[方案设计]稀盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。

实验步骤	实验现象	结论
取少量难溶物于试管中，加入盐酸后，将产生的气体通入澄清石灰水	有气泡生成且石灰水变浑浊	难溶物是CaCO3

[实验结论]结论1. 碳酸氢钙加热生成碳酸钙、水和二氧化碳，故碳酸氢钙分解产生的气体是二氧化碳。

结论2.碳酸氢钙受热分解的化学方程式为。

[实验测定]步骤如下：

①实验前，先要检查装置是否漏气，再按图组装仪器，先检查装置气密性再将50g水垢样品放入锥形瓶中；

③稀盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，逐滴加入足量稀盐酸，待锥形瓶中出现不再产生气泡现象时，停止滴加稀盐酸。

[讨论交流]

①二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，故A装置中的NaOH溶液的作用是吸收空气中的二氧化碳，以除去空气二氧化碳防止对后面测定的影响，若没有A装置，D装置中的质量将偏大。

②浓硫酸具有吸水性，故C装置中浓硫酸的作用是吸收混在二氧化碳气体中的水的作用，E装置的作用是以免空气中的二氧化碳被E装置吸收。

③设50g碳酸钙完全反应生成二氧化碳气体质量为x

水垢完全反应放出二氧化碳的质量为24g>22g；碳酸钙、碳酸镁与盐酸反应放出二氧化碳的关系：等质量的碳酸镁与酸反应放出气体质量大于碳酸钙，水垢中应含有碳酸镁，化学式为，理由是如果50g水垢全部为CaCO3，产生CO2的质量应为22g，而实验测得生成的CO2质量为24g，大于了22g。