某校化学小组对热水壶底部水垢的主要成分进行了如下探究.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．有关物质的溶解性见下表:阴离子阳离子OH-CO32-HCO3-Ca2+微溶不溶可溶Mg2+不溶微溶可溶根据上述物质的溶解性.小组同学确定水垢的主要成分中� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

16．某校化学小组对热水壶底部水垢的主要成分进行了如下探究，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（主要成分为碳酸盐和碱）．有关物质的溶解性见下表（20℃）：

阴离子阳离子	OH^-	CO₃^2-	HCO₃^-
Ca²⁺	微溶	不溶	可溶
Mg²⁺	不溶	微溶	可溶

根据上述物质的溶解性，小组同学确定水垢的主要成分中一定含有的两种物质是，可能含有Ca（OH）₂和MgCO₃．
【提出问题】水垢的主要成分中是否含有Ca（OH）₂和MgCO₃呢？
【实验方案1】确定水垢中是否含Ca（OH）₂

实验步骤	实验现象	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，在滤液里加入Na₂CO₃溶液．	无白色沉淀	水垢中无Ca（OH）₂

【实验方案2】确定水垢中是否含MgCO₃
利用下列实验装置，完成实验2探究．其主要实验步骤如下：

按如图组装后，将9.8g水垢试样放入锥形瓶中，打开止水夹K，从导管a处缓缓鼓入空气，一段时间后精确称量D、E装置总质量为600.0g关闭止水夹K，加入足量稀盐酸溶液，待锥形瓶中不再产生气泡时，打开止水夹K，从导管a处再次缓缓鼓入空气，一段时间后称量装置D、E的总质量为604.4g（注意：碱石灰主要成分为CaO和NaOH的混合物）．
【实验讨论】
（1）加入药品前应；待锥形瓶中不再产生气泡时，打开止水夹K，缓缓鼓入空气的目的是．
（2）C装置的作用是：干燥生成的气体．
（3）装置 B中生成CO₂的质量为4.4g．通过计算说明该水垢中（填序号）含MgCO₃．
A．一定B．一定不C．可能D．无法确定
【实验方案3】定量探究水垢中氢氧化镁的质量分数
另取质量为9.8g的水垢试样，加入7.3%稀盐酸与之恰好完全反应，测得消耗稀盐酸110g．结合以上数据和实验结论，计算水垢样品中氢氧化镁的质量分数（写出计算过程，结果保留1位小数）．
【反思】缺少F装置会使所测水垢样品中氢氧化镁的质量分数偏小（填写“偏大”或“偏小”或“不变”）．

分析【实验方案1】根据碳酸钠与氢氧化钙的反应分析实验的现象；
【实验方案2】
【实验讨论】（1）根据装置内有残留的二氧化碳分析缓缓鼓入空气的目的；
（1）根据浓硫酸具有吸水性分析C装置的作用；
（2）根据装置D、E的增重判断生成的二氧化碳的质量；根据据碳酸钙、碳酸镁与稀盐酸反应的方程式，分析判断是否碳酸镁；
【实验方案2】根据碳酸钙与盐酸反应的方程式，由二氧化碳的质量求出与碳酸钙反应盐酸的质量，即可求出与氢氧化镁反应的盐酸的质量．再根据氢氧化镁与盐酸反应的方程式有盐酸的质量求出氢氧化镁的质量，最后求出氢氧化镁的质量分数．
【反思】根据碱石灰能吸收空气的二氧化碳和水分析对计算氢氧化镁的质量分数的影响．

解答解：【实验方案1】由于碳酸钠与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和氢氧化钠，所以，实验的现象是无白色沉淀生成；
【实验方案2】（1）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，反应结束后打开止水夹K，缓缓鼓入空气是为了将装置中的二氧化碳全部吸收；
（2）由于浓硫酸具有吸水性，所以，C装置的作用是：干燥生成的气体；
（3）装置D、E中氢氧化钠溶液、碱石灰可与二氧化碳充分反应，增重的质量即为二氧化碳的质量，是：604.4g-600.0g=4.4g；
设水垢均为9.8g碳酸钙，生成二氧化碳质量为x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
9.8g                 x
$\frac{100}{44}=\frac{9.8g}{x}$ x=4.312g，小于4.4g，故一定含有能生成二氧化碳的碳酸镁存在，所以A正确；
【实验方案3】设用于产生二氧化碳的盐酸质量为y，氢氧化镁质量为z
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
       73            44
      y×7.3%        4.4g
$\frac{73}{44}=\frac{y×7.3%}{4.4g}$   解得：y=100g
与氢氧化镁反应的盐酸的质量为：110g-100g=10g
Mg（OH）₂+2HCl═MgCl₂+2H₂O
58       73
z     10g×7.3%
$\frac{58}{73}=\frac{z}{10g×7.3%}$解得：z=0.58g
氢氧化镁的质量分数：$\frac{0.58g}{9.8g}×100%$≈5.9%
【反思】由于碱石灰能吸收空气的二氧化碳和水，缺少F装置，会使测定的二氧化碳的质量偏大，碳酸钙的质量分数偏大，氢氧化镁的质量分数会偏小；
故答为：【实验方案1】无白色沉淀；
【实验方案2】（1）将生成的二氧化碳全部被氢氧化钠溶液吸收；
（2）干燥生成的气体；
（3）4.4，A；
【实验方案3】水垢样品中氢氧化镁的质量分数是5.9%
【反思】偏小．

点评本题考查了常见物质成分的推断，完成此题，可以依据物质的性质结合题干提供的信息进行，难度较大，涉及的计算较多，要结合相关知识细心分析解答，能很好考查学生分析、解决问题的能力．

练习册系列答案

10．草酸亚铁晶体（FeC₂O₄•2H₂O）是一种浅黄色固体，难溶于水，受热易分解生成固体FeO和气体产物．某化学兴趣小组设计实验验证草酸亚铁晶体受热分解的气体产物，探究过程如下：
【查阅文献】无水硫酸铜遇水变蓝
【实验设计】

（1）草酸是制取草酸亚铁的原料，请结合学过的盐酸、硫酸写出草酸的一条化学性质：能与碱发生中和反应．
（2）该兴趣小组进行上述实验时，从实验安全的角度考虑，A和E处的酒精灯应该先点燃A（填“A”或“E”）．
（3）D装置的作用是干燥气体；若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体受热分解的气体产物中有CO，则需在C和D装置之间增加盛有澄清石灰水的洗气瓶H．现象为黑色的氧化铜逐渐变成红色，F装置中澄清石灰水变浑浊时可证明产物中有CO．
（4）若B中无水硫酸铜变蓝，C中装置质量增大，E中黑色粉末变红，F中澄清石灰水变浑浊．则装置F中发生反应的化学方程式：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．根据现象写出草酸亚铁晶体受热分解的化学方程式：FeC₂O₄•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CO↑+CO₂↑+2H₂O↑
【反思与评价】从环保角度考虑，该套实验装置的明显缺陷是没有尾气处理装置，这时因为CO有毒，排放到空气中会造成空气污染．

4．下列各组溶液中，不用其他试剂就能鉴别的是（　　）

	A．	CuCl₂、NaOH、HCl、H₂SO₄		B．	BaCl₂、K₂SO₄、K₂CO₃、HCl
	C．	HCl、NaNO₃、Na₂CO₃、Na₂SO₄		D．	AgNO₃、HCl、NaCl、HNO₃

11．下列有关糖类物质说法正确的是（　　）

	A．	都由碳、氧、氧三种元素组成		B．	所有糖类都有甜味
	C．	只有光合作用才能形成葡萄糖		D．	都能被人体消化吸收

1．从化学方程式2KClO₃ $\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$ 2KCl+3O₂↑中获取的信息错误的是（　　）

	A．	反应生成了气体
	B．	反应物是KClO₃和MnO₂，生成物是KCl和O₂
	C．	反应物与生成物的粒子个数比为2：2：3
	D．	245g KClO₃完全反应生成149g KCl和96g O₂

8．推理是学习化学的一种重要方法，以下类推正确的是（　　）

	A．	由同种分子构成的物质一定是纯净物，所以纯净物一定是由同种分子构成的
	B．	中和反应生成盐和水，所以生成盐和水的反应一定是中和反应
	C．	碳酸盐与稀盐酸反应生成气体，所以与稀盐酸反应生成气体的物质一定是碳酸盐
	D．	高温或加热时能夺取氧化物中氧的物质可用作还原剂，所以一氧化碳和氢气是常用的还原剂

5．对下列一些事实的解释错误的是（　　）

序号	事实	解释
A	硫酸铁溶液呈黄色，硫酸亚铁溶液呈浅绿色	两种溶液中阳离子不同
B	白磷有毒，红磷无毒	两种物质的分子构成不同
C	氨气易被压缩	分子在不断运动
D	镁、铁与稀盐酸反应的剧烈程度不同	两种金属的活动性有差异

6．

如图是A、B、C三种固体物质的溶解度曲线，下列说法错误的是（　　）

	A．	t₁℃时，溶解度最大的物质是B
	B．	在t₂℃时，把150g A物质的饱和溶液降温到t₁℃，析出晶体的质量为25g
	C．	t₂℃时A、B、C三种物质的混合溶液100克，恒温蒸发，先析出的晶体一定是C
	D．	用同一种方法可以使A、B、C三种物质的溶液都有晶体析出，该方法是蒸发结晶

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