题目内容
9．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 |
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二氧化碳；
结论2．碳酸氢钙受热分解的化学方程式为Ca（HCO3）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO3↓+CO2↑+H2O．
【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，先检验装置的气密性，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，待锥形瓶中出现不再产生气泡时现象时，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溶液的作用是除去空气中的CO2，若没有A装置，D装置中的质量将偏大（填“偏大”、“不变”或“偏小”）．
②C装置中浓硫酸的作用是吸收CO2中的水，E装置的作用是防止空气中的CO2进入D中．
③分析曲线图，通过计算可知：水垢中一定含有（化学式）Mg（OH）2、CaCO3、MgCO3，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，故一定含有50g固体与足量的稀盐酸反应生成的CO2质量大于22g的MgCO3．
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24g，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5.8%．（结果保留小数点后一位）
分析 【方案设计】利用碳酸盐遇盐酸可以放出能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体，进行实验的设计；
【实验结论】结论1：根据操作2中a处燃着的木条的现象进行分析，对气体组成作出判断；根据反应原理写出反应的化学方程式；
【实验交流】交流1：根据点燃气体的完全操作，分析操作2在点燃气体进行检验时存在的操作上的问题；
交流2：对组内同学所提出的观点，结合实验过程中所出现的现象或化学的基本理论，进行分析与评价．
【实验测定】根据在向装置中加入药品进行实验前，要检查装置的气密性解答；
【讨论交流】
根据装置内所盛放的药品，判断装置的作用；
通过计算，分析出现质量偏大的可能原因；
根据质量守恒定律，求出水的质量，利用水的质量求出氢氧化镁的质量．
解答 解：【方案设计】取难溶物置于试管，加入适量稀盐酸，并把产生的气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，可说明难溶物为碳酸钙；
【实验结论】结论1：由于操作2中a处燃着的木条无明显现象，可判断气体中不含有能使木条燃烧更剧烈的氧气，也不会含有点燃时会有爆鸣声的可燃性气体氢气等；碳酸氢钙分解产生的气体一定有CO2；
结论2．碳酸氢钙受热分解的化学方程式为Ca（HCO3）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO3↓+CO2↑+H2O；
【实验测定】步骤如下：
在向装置中加入药品进行实验前，要检查装置的气密性；逐滴加入足量稀盐酸，待锥形瓶中出现不再产生气泡时现象时，停止滴加稀盐酸．
【讨论交流】
①装置A中盛放氢氧化钠溶液，可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装置C中盛放的浓硫酸具有吸水性，在整个装置中起到吸收混在二氧化碳气体中的水的作用；E装置的作用是：除去空气中的CO2；
③设50g碳酸钙完全反应生成二氧化碳气体质量为x
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
50g x
$\frac{100}{50g}=\frac{44}{x}$
解之得 x=22g
而根据反应记录图，水垢完全反应放出二氧化碳的质量为24g＞22g；根据碳酸钙、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，因此，水垢中应含有碳酸镁；
故答案为：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，故一定含有50g固体与足量的稀盐酸反应生成的CO2质量大于22g的MgCO3；
④碳酸钙加热生成氧化钙和二氧化碳，碳酸镁加热生成氧化镁和二氧化碳，氢氧化镁加热分解为氧化镁和水，根据质量守恒定律，生成水的质量为50g-24g-29.1g=0.9g
设样品中氢氧化镁的质量为y
Mg（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H2O
58 18
y 0.9g
$\frac{58}{y}=\frac{18}{0.9g}$
x=2.9g
水垢样品中氢氧化镁的质量分数为：$\frac{2.9g}{50g}×$100%=5.8%
故答案为：
【方案设计】
取少量难溶物于试管中，加入盐酸后，将产生的气体通入澄清石灰水；若有气泡生成且石灰水变浑浊；
【实验结论】结论1：二氧化碳；
结论2．Ca（HCO3）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO3↓+CO2↑+H2O；
【实验测定】
【讨论交流】
①除去空气中的CO2；偏大；
②吸收CO2中的水；防止空气中的CO2进入D中；
③Mg（OH）2、CaCO3、MgCO3；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，故一定含有50g固体与足量的稀盐酸反应生成的CO2质量大于22g的MgCO3；
④5.8%．
点评 本题巧妙地利用碳酸氢钙的分解考查了碳酸盐地检验、质量守恒定律地应用、常见气体的检验等化学基础知识，审清题意认真思考，会发现此问题难度并不大．
| A． | 蛋白质、糖类都属于有机物 | B． | 人体缺钙易引起甲状腺肿大 | ||
| C． | 糖类由C、H、O三种元素组成 | D． | 脂肪是维持生命活动的备用能源 |
（1）实验l中，两支试管的溶液都变成红色．
（2）实验2中，若B盛装的是NaOH溶液，发生反应的化学方程式为2NaOH+CuSO4═Cu（OH）2↓+Na2SO4．
（3）实验3中，李红同学向两支试管吹气，A中有白色沉淀生成，发生反应的化学方程式为Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O．
B中无现象，为了探究吹气后B中溶质的成分，李红进行了如下探究．
提出猜想：
猜想1：溶质只有氢氧化钠
猜想2：溶质只有碳酸钠
猜想3：溶质有氢氧化钠和碳酸钠
【实验和结论】：
| 实验 | 实验现象 | 结论 |
| 取B中少量溶液，加人澄清石灰水至不再 产生沉淀为止，过滤后取上层清液， 向其中加几滴酚酞试液． | 产生白色沉淀 溶液呈现红色 | 猜想3成立 |
老师评价李红得出的结论不正确，是因为猜想2（填数字）也会产生相同的现象．如果要验证“猜想3成立”，必须要换试剂，将氢氧化钙溶液换成氯化钙溶液．
| 选项 | 物质（括号内为杂质） | 除杂方法 |
| A | KCl溶液（K2SO4） | 加稍过量Ba（NO3）2溶液，过滤 |
| B | NaCl溶液（Na2CO3） | 加入适量的稀盐酸 |
| C | NaNO3溶液（NaCl） | 加入适量的AgNO3溶液，再过滤 |
| D | CaCl2溶液（HCl） | 加入过量的CaCO3，再过滤 |
| A． | A | B． | B | C． | C | D． | D |
| 选项 | 事 实 | 解释 |
| A | NaOH 和Ca（OH）2的性质相似 | Na+和Ca2+的性质相似 |
| B | 氢气、木炭、一氧化碳都可以冶炼金属 | 它们都具有还原性 |
| C | 给装满水的纸杯加热，开始时纸杯完好无损 | 温度没有达到纸的着火点 |
| D | 酒精灯不用时，需用灯帽盖好 | 防止酒精分子不断运动到空气中 |
| A． | A | B． | B | C． | C | D． | D |
