摘要: 碳酸钙:CaCO3 ① . . 的主要成分 ② 如何检验碳酸盐
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(2012?崇安区二模)某校化学小组对热水壶底部水垢的主要成份进行了如下探究,请完成以下活动,并回答相关问题.
[查阅资料]天然水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3-等离子,在加热条件下,这些离子趋于生成溶解度更小的物质----水垢(主要成份为碳酸盐和碱).有关物质的溶解性见下表:
部分钙、镁化合物溶解性表(20℃)
[提出猜想]
猜想一:水垢的成分是
猜想二:水垢的成分是CaCO3、Mg(OH)2、Ca(0H)2
猜想三:水垢的成分是CaCO3、Mg(OH)2、MgCO3
猜想四:水垢的成分是CaCO3、Mg(OH)2、Ca(0H)2 MgCO3
[方案设计]
(1)确定水垢中是否含有氢氧化钙(2)确定水垢中是否含有碳酸镁
[实验步骤]
(1)
(2)利用如图实验装置完成(2)的探究,其主要实验步骤如下:

Ⅰ.称量D、E装置总质量为400.00g
Ⅱ.按上图组装后,将3g水垢样品放入锥形瓶中,加入足量稀盐酸至锥形瓶中不再产生气泡,关闭分液漏斗活塞
Ⅲ.打开止水夹K,从导管a处缓缓鼓入空气,一段时间后称量装置D、E的总质量为401.54g(碱石灰主要成份为CaO和NaOH,不考虑装置内空气对实验的影响).
根据实验回答下列问题:
①加入样品前还应
②装置D中的化学方程式为
③装置B中生成CO2的质量为
A.一定 B.一定不 C.可能 D.无法确定
[反思延伸]
如何证明水垢中确实有氢氧化镁,小华提出了自己的想法:
另取质量为3g的水垢,加入3.65%的稀盐酸与之反应,测得消耗稀盐酸Wg,结合以上实验结论,判断W的值满足
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[查阅资料]天然水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3-等离子,在加热条件下,这些离子趋于生成溶解度更小的物质----水垢(主要成份为碳酸盐和碱).有关物质的溶解性见下表:
部分钙、镁化合物溶解性表(20℃)
| 阴离子 阳离子 |
OH- | CO32- | HCO3- |
| Ca2+ | 微溶 | 不溶 | 可溶 |
| Mg2+ | 不溶 | 微溶 | 可溶 |
猜想一:水垢的成分是
CaCO3、Mg(OH)2
CaCO3、Mg(OH)2
猜想二:水垢的成分是CaCO3、Mg(OH)2、Ca(0H)2
猜想三:水垢的成分是CaCO3、Mg(OH)2、MgCO3
猜想四:水垢的成分是CaCO3、Mg(OH)2、Ca(0H)2 MgCO3
[方案设计]
(1)确定水垢中是否含有氢氧化钙(2)确定水垢中是否含有碳酸镁
[实验步骤]
(1)
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| 在少量研碎的水垢中加入适量的蒸馏水充分搅拌,过滤,再滤液中加入 Na2CO3 Na2CO3 溶液 |
有 白色沉淀 白色沉淀 产生 |
水垢中有 氢氧化钙 |
Ⅰ.称量D、E装置总质量为400.00g
Ⅱ.按上图组装后,将3g水垢样品放入锥形瓶中,加入足量稀盐酸至锥形瓶中不再产生气泡,关闭分液漏斗活塞
Ⅲ.打开止水夹K,从导管a处缓缓鼓入空气,一段时间后称量装置D、E的总质量为401.54g(碱石灰主要成份为CaO和NaOH,不考虑装置内空气对实验的影响).
根据实验回答下列问题:
①加入样品前还应
检查装置气密性
检查装置气密性
,装置C的作用是吸水
吸水
,反应结束后打开止水夹K,缓缓鼓入空气的目的是使二氧化碳完全进入D、E装置/被吸收
使二氧化碳完全进入D、E装置/被吸收
②装置D中的化学方程式为
CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O
CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O
③装置B中生成CO2的质量为
1.54
1.54
g,水垢中A
A
含MgCO3.A.一定 B.一定不 C.可能 D.无法确定
[反思延伸]
如何证明水垢中确实有氢氧化镁,小华提出了自己的想法:
另取质量为3g的水垢,加入3.65%的稀盐酸与之反应,测得消耗稀盐酸Wg,结合以上实验结论,判断W的值满足
w>70g
w>70g
条件时,水垢中一定含有Mg(OH)2.(1)为研究鱼塘中大量气泡是何种气体所致,小萌使用如图所示的装置进行实验,打开分液漏斗的活塞,控制滴加水的速度,观察到试管内有气泡产生,用带火星的木条靠近P处,木条复燃,说明生成的气体是
O2
O2
.由此可知养鱼师傅向鱼塘中撒过氧化钙的目的是增加水中氧气的含量
增加水中氧气的含量
,仪器a的名称是烧杯
烧杯
.(2)根据质量守恒定律,小萌认为过氧化钙与过量水反应还应产生某种含有钙元素的产物.开始小萌假设该产物为CaO,但通过思考他很快否定了原先的假设,并重新假设生成的含钙产物为Ca(OH)2.请解释小萌否定原假设建立新假设的理由:
氧化钙还会与水反应生成氢氧化钙
氧化钙还会与水反应生成氢氧化钙
.(3)请设计一个实验方案来验证生成的含钙产物为Ca(OH)2,并填入下表空格中:
| 实验步骤 | 可能出现的现象 | 解释与结论 |
| 取反应后试管中的上层清液,加入 碳酸钠 碳酸钠 |
澄清石灰水变浑浊 澄清石灰水变浑浊 |
写出有关反应化学方程式(或解释出现现象的原因): Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH 则CaO2与H2O反应,所得含钙产物中含有 OH- OH- (填阴离子的符号),即有Ca(OH)2生成. |
2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑
2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑
.(5)小萌在实验时观察到实验(1)的仪器a中有气泡产生,其原因是:
反应产生大量的热,使容器内的气体膨胀,压强增大
反应产生大量的热,使容器内的气体膨胀,压强增大
.由此可得,过氧化钙与水的反应是放热
放热
(选填“吸热”或“放热”)反应.【提出问题1】珍珠粉的主要成分是什么?真假珍珠粉的差别在哪里?
【做出猜想】小明:含有碳酸钙;小华:含有蛋白质; 小芳:含有碳酸钙和蛋白质
【实验一】为了确认珍珠粉的组成,他们进行了下列实验(表格如下):
| 操作 | 现象 | 结论与化学反应方程式 |
| 分别取真假珍珠粉个稍许置于两只试管中,加一定量的稀盐酸后迅速塞紧橡皮塞,将导管的另一端放入石灰水中,观察 |
试管a中均有气泡产生 试管b中实验现象 石灰水变浑浊 石灰水变浑浊 ; |
都含有碳酸盐 a中的化学反应方程式 CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O ,b中化学反应方程式 Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O ; |
| 分别取真假珍珠粉稍许置于两只试管c、d中,滴加一定量的浓硝酸,静置后观察 |
C试管内部 有 有 (填“有”、“没有”)少量黄色固体出现;d试管中 没有 没有 (填“有”、“没有”)气泡,无黄色固体出现. |
真珍珠粉中含有少量的蛋白 质 假珍珠粉中不含蛋白质 |
【提出问题2】假珍珠粉当中可能含有淀粉?
【设计方案2】将珍珠粉加足量的水溶解以后,滴加碘酒,观察变色情况
【实验2】取少量的真假珍珠粉各稍许,滴加碘酒,没有颜色改变.由此你推断真假珍珠粉中均不含有
淀粉
淀粉
.碘酒中的溶剂是C2H5OH
C2H5OH
(填化学式)【提出问题3】真假珍珠粉中碳酸钙的含量有差别吗?
【实验3】各取5g真假珍珠粉各稍许,置于下列实验装置中(稀盐酸足量).测定生成气体体积数据如下:
| 样品种类 | 第一次 | 第二次 | 第三次 |
| 假珍珠粉样品(ml) | 110.50 | 110.28 | 110.05 |
| 真珍珠粉样品(ml) | 103.82 | 103.16 | 102.82 |
(1)实验前如何检查该装置的气密性
连接装置,在水准管的一侧漏斗口加水,最终能形成稳定的水柱,说明气密性良好
连接装置,在水准管的一侧漏斗口加水,最终能形成稳定的水柱,说明气密性良好
;(2)如何实现稀盐酸与珍珠样品接触,说出操作的过程
将Y型管慢慢倾斜,直到液体全部流入装有珍珠粉的一侧
将Y型管慢慢倾斜,直到液体全部流入装有珍珠粉的一侧
;(3)量气管点上端加一层植物油的目的是
起到隔绝作用,防止二氧化碳气体与水直接接触溶于水或与水反应而消耗一部分,导致测定产生较大误差.
起到隔绝作用,防止二氧化碳气体与水直接接触溶于水或与水反应而消耗一部分,导致测定产生较大误差.
;(4)如果量气管的上部有少量的空气柱,对测定生成的气体的体积
没有
没有
(填“有”、“没有”)影响,该装置的优点在于避免了液体滴加引起气体(管中空气)排出,造成测定的二氧化碳气体体积增大的可能
避免了液体滴加引起气体(管中空气)排出,造成测定的二氧化碳气体体积增大的可能
;(5)每种样品都进行三次实验测定的意义在于
多次测定求得平均值,减小实验的误差
多次测定求得平均值,减小实验的误差
;(6)由实验数据可知:真珍珠粉中碳酸钙的含量
<
<
假珍珠粉(填“>”、“<”、“=”).(7)【反思】
测定真珍珠粉样品中碳酸钙的含量,小华建议采用“灼烧法”,称量样品灼烧前后的质量,进而计算出碳酸钙的含量,你认为可行否?理由是什么?
【应用】
根据以上实验结论,请你设计一个区别真假珍珠粉样品的实验方案.
某化学兴趣小组同学在帮忙整理化学药品室时发现一瓶标签部分残缺的药品,标签上依稀可见“电石”、“工业品”、“日期:2006”字样.打开瓶盖一看,发现瓶内装的是一些白色粉状和块状固体混合物.在老师指导下,兴趣小组同学对这瓶药品展开探究.
【查阅资料】(1)电石的成分主要是碳化钙(CaC2),工业品为灰黑色块状物.电石遇水立即发生激烈反应,生成乙炔(C2H2),并放出热量,实验室可用电石和水制取少量乙炔.有关反应方程式:
CaC2+2H2O═Ca(OH)2+C2H2
(2)乙炔微溶于水,能在氧气中燃烧,乙炔在氧气中燃烧温度可达3600度,可用于焊接或切割金属.
【提出问题】(1)实验室如何用电石和水制取少量乙炔?乙炔在氧气中完全燃烧的产物是什么?
(2)这瓶电石是否变质了?
实验Ⅰ:用电石和水制取少量乙炔并验证乙炔在氧气中完全燃烧的产物,如图是实验室制取气体的部分实验装置图.请根据要求回答下列问题:

(1)写出图中带序号仪器的名称:①
(2)可用制取少量乙炔的反应装置是
(3)实验时,发现制取乙炔的反应十分剧烈,此时应进行的操作是
a.控制液体的滴加速度 b.改用体积小的锥形瓶 c.用长颈漏斗代替分液漏斗
(4)用A装置可制取的气体是
(5)在点燃乙炔之前,应进行的操作步骤是
实验Ⅱ:检验这瓶电石是否变质
(1)取少量试剂瓶内的白色粉状固体于试管中,加少量水,没有明显现象;取少量试剂瓶内的块状固体于试管中,加少量水,立即产生大量气泡,说明这瓶电石
(2)分析了电石变质的可能原因后,兴趣小组同学认为试剂瓶内的白色粉状固体可能是氢氧化钙,也可能是碳酸钙,还有可能是氢氧化钙和碳酸钙的混合物.请你帮他们完成实验报告.
(3)通过上述实验探究,说明电石暴露在空气中容易与
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【查阅资料】(1)电石的成分主要是碳化钙(CaC2),工业品为灰黑色块状物.电石遇水立即发生激烈反应,生成乙炔(C2H2),并放出热量,实验室可用电石和水制取少量乙炔.有关反应方程式:
CaC2+2H2O═Ca(OH)2+C2H2
(2)乙炔微溶于水,能在氧气中燃烧,乙炔在氧气中燃烧温度可达3600度,可用于焊接或切割金属.
【提出问题】(1)实验室如何用电石和水制取少量乙炔?乙炔在氧气中完全燃烧的产物是什么?
(2)这瓶电石是否变质了?
实验Ⅰ:用电石和水制取少量乙炔并验证乙炔在氧气中完全燃烧的产物,如图是实验室制取气体的部分实验装置图.请根据要求回答下列问题:
(1)写出图中带序号仪器的名称:①
试管
试管
;②锥形瓶
锥形瓶
.(2)可用制取少量乙炔的反应装置是
B
B
(填符号).该反应装置还可用于制取二氧化碳
二氧化碳
,收集该气体的装置可用E
E
(填符号),有关化学方程式是CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O
CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O
.(3)实验时,发现制取乙炔的反应十分剧烈,此时应进行的操作是
ac
ac
(填符号).a.控制液体的滴加速度 b.改用体积小的锥形瓶 c.用长颈漏斗代替分液漏斗
(4)用A装置可制取的气体是
用高锰酸钾加热制取氧气
用高锰酸钾加热制取氧气
,有关化学方程式是2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
| ||
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
.
| ||
(5)在点燃乙炔之前,应进行的操作步骤是
检验乙炔的纯度
检验乙炔的纯度
.点燃乙炔时火焰明亮,把用澄清石灰水荡洗过的小烧杯罩在火焰上方,烧杯内壁有白色固体出现,把冷且干燥的小烧杯罩在火焰上方,烧杯内壁出现水雾.已知乙炔完全燃烧产物只有两种,则上述实验过程中涉及的有关化学方程式是2C2H2+5O2
4CO2+2H2O
| ||
2C2H2+5O2
4CO2+2H2O
、
| ||
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
.实验Ⅱ:检验这瓶电石是否变质
(1)取少量试剂瓶内的白色粉状固体于试管中,加少量水,没有明显现象;取少量试剂瓶内的块状固体于试管中,加少量水,立即产生大量气泡,说明这瓶电石
有
有
填“有”或“没有”)变质.(2)分析了电石变质的可能原因后,兴趣小组同学认为试剂瓶内的白色粉状固体可能是氢氧化钙,也可能是碳酸钙,还有可能是氢氧化钙和碳酸钙的混合物.请你帮他们完成实验报告.
| 实验操作步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| ①取样品于试管中,加入适量水,充分振荡后静置并滴加几滴无色酚酞 ②或取样品于试管中,加入适量的稀盐酸 |
①试管中的液体呈红色 ② 没有气泡冒出 没有气泡冒出 |
①样品中含有: 氢氧化钙 氢氧化钙 ②样品中不含有碳酸钙. |
水蒸气
水蒸气
反应而变质,因此,保存电石时应保持干燥
保持干燥
注意密封
密封
保存.I:牙膏是人们生活中的必需品,在牙膏的生产中常添加一种摩擦剂.这种摩擦剂是由某种自然界中分布很广的矿石A,经过一系列加工而制得的极细小的轻质碳酸钙粉末,其生产过程如下:

试回答:
(1)写出 C、D两种物质的化学式 C
(2)写出③反应的化学方程式
(3)反应③制轻质碳酸钙粉末后,还要通过
II、某兴趣小组为了测定本地所产矿石A的纯度,利用下图装置设计了以下实验方案:
【实验原理】:测定一定质量的矿石A与足量稀盐酸反应产生的二氧化碳在常温常压下的体积,根据密度求出二氧化碳的质量,然后根据发生的化学反应方程式算出矿石A中碳酸钙的质量,进而求出矿石A中碳酸钙的质量分数.
【实验步骤】
①连接装置并检查装置气密性;
②在试管B中加入10克矿石A,分液漏斗中加入足量的稀盐酸,C、D管中加入一定量的水,C管的液面上加一 层油,并将分液漏斗A和试管B用长导管E连接起来.
③记录C中液面刻度(C为带有刻度的玻璃管);
④由A向B中滴加稀盐酸至过量;
⑤待B中不再有气体产生并恢复至室温后,记录C中B液面刻度,计算得到气体的体积为V mL(经查,该气体密度为ρg/L);
⑥计算气体的质量并由此求出矿石A中碳酸钙的质量分数
【实验分析】
(1)小明同学认为在实验前要将矿石A 全磨成粉末状,你认为他的目的是:
(2)小洁同学认为该实验的设计中最经典的是连接仪器A和仪器B的橡胶管E,你认为如果没有橡胶管E,则会对实验结果产生何种影响?
(3)检查该装置的气密性时,如图准备好装置,在C、D两管中装好水且液面相平,提高D管,
(4)通常实验前须估算药品用量,如果实验过程中,发现盐酸的量不足,应中途加酸还是重新实验:清判断并说明理由
(5)实验结束时同学们才发现由于粗心,小伟将植物油加到了D管的水面上,大家一致认为由于该粗心将会导致测得的矿石A中碳酸钙的质量分数产生误差,你认为该误差是
(6)化学老师看了他们的实验设计后,对他们的设计方案和合作意识、探究精神都给予了很高的评价,并对他们进行启发:二氧化碳的质量可以根据质量守恒定律,测反应前后烧杯中剩余物质的质量之差来求得,于是他们又在烧杯中进行了如下的实验测定:
请你和他们一起完成实验数记的分析和计算:
①当所取矿石A和稀盐酸的质量比
②矿石A中碳酸钙的质量分数是多少?
③所用稀盐酸的溶质质量分数是多少?
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试回答:
(1)写出 C、D两种物质的化学式 C
CO2
CO2
DCa(OH)2
Ca(OH)2
(2)写出③反应的化学方程式
CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H20
CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H20
(3)反应③制轻质碳酸钙粉末后,还要通过
过滤
过滤
(填操作)将其从反应后的混合物中分离出来.实验室进行该操作时主要用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、漏斗
漏斗
.II、某兴趣小组为了测定本地所产矿石A的纯度,利用下图装置设计了以下实验方案:
【实验步骤】
①连接装置并检查装置气密性;
②在试管B中加入10克矿石A,分液漏斗中加入足量的稀盐酸,C、D管中加入一定量的水,C管的液面上加一 层油,并将分液漏斗A和试管B用长导管E连接起来.
③记录C中液面刻度(C为带有刻度的玻璃管);
④由A向B中滴加稀盐酸至过量;
⑤待B中不再有气体产生并恢复至室温后,记录C中B液面刻度,计算得到气体的体积为V mL(经查,该气体密度为ρg/L);
⑥计算气体的质量并由此求出矿石A中碳酸钙的质量分数
【实验分析】
(1)小明同学认为在实验前要将矿石A 全磨成粉末状,你认为他的目的是:
使矿石A中的碳酸钙能被稀盐酸充分反应完
使矿石A中的碳酸钙能被稀盐酸充分反应完
;(2)小洁同学认为该实验的设计中最经典的是连接仪器A和仪器B的橡胶管E,你认为如果没有橡胶管E,则会对实验结果产生何种影响?
滴加的稀盐酸会将试管B中空气排入C管中,使测得的二氧化碳的体积偏大.
滴加的稀盐酸会将试管B中空气排入C管中,使测得的二氧化碳的体积偏大.
(3)检查该装置的气密性时,如图准备好装置,在C、D两管中装好水且液面相平,提高D管,
C、D管之间能产生稳定的液面差
C、D管之间能产生稳定的液面差
,则气密性良好;(4)通常实验前须估算药品用量,如果实验过程中,发现盐酸的量不足,应中途加酸还是重新实验:清判断并说明理由
重新实验,因为中途加酸,装置中的气体会逸出.
重新实验,因为中途加酸,装置中的气体会逸出.
.(5)实验结束时同学们才发现由于粗心,小伟将植物油加到了D管的水面上,大家一致认为由于该粗心将会导致测得的矿石A中碳酸钙的质量分数产生误差,你认为该误差是
偏小
偏小
(填偏大或偏小).(6)化学老师看了他们的实验设计后,对他们的设计方案和合作意识、探究精神都给予了很高的评价,并对他们进行启发:二氧化碳的质量可以根据质量守恒定律,测反应前后烧杯中剩余物质的质量之差来求得,于是他们又在烧杯中进行了如下的实验测定:
| 实验次数 项目 |
第一次 | 第二次 | 第三次 |
| 所取矿石A的质量/g | 12 | 12 | 15 |
| 所加稀盐酸的质量/g | 120 | 150 | 100 |
| 剩余物质的质量 | 127.6 | 157.6 | 110.6 |
①当所取矿石A和稀盐酸的质量比
3:25
3:25
时,矿石A和稀盐酸恰好完全反应.②矿石A中碳酸钙的质量分数是多少?
③所用稀盐酸的溶质质量分数是多少?