Question

钟斌在烧开水时发现热水壶底部有一层水垢，于是对水垢的主要成分进行了如下探究：
【查阅资料】天然水中含有钙离子、镁离子、碳酸氢根离子等，在加热的条件下，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）．已知碳酸钙和氢氧化镁是难溶于水，氢氧化钙和碳酸镁是微溶于水，碳酸氢钙和碳酸氢镁是可溶于水．
【提出猜想】水垢中的成分一定含有

 

，可能含有氢氧化钙和碳酸镁
【方案设计】方案一：确定水垢中是否含有氢氧化钙；方案二：确定水垢中是否含有碳酸镁．
【实验步骤】
（1）操作：在少量研碎的水垢中加入适量的蒸馏水充分搅拌、过滤，再往滤液中

 

现象：

 

结论：水垢中含有氢氧化钙

（2）利用下图实验装置完成方案二的探究，其主要实验步骤如下：
Ⅰ．称量装置D、E装置的总质量为500g．
Ⅱ．按图组装后，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501.32g（碱石灰的主要成分为氧化钙和氢氧化钠，不考虑装置内空气对实验的影响）．
A、加入样品前应

 

，装置A的作用是

 

，反应结束后打开止水夹K，缓缓鼓入空气的目的是

 

．
B、装置D中反应的化学方程式为

 

．
C、装置B中生成二氧化碳的质量为

 

g，水垢中

 

（填一定或一定不或可能）含有碳酸镁．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,气体的净化（除杂）,碱的化学性质,盐的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：【提出猜想】根据碳酸钙和氢氧化镁难溶于水进行解答；
【实验步骤】（1）根据氢氧化钙溶液显碱性，能使酚酞试液变红进行解答；
（2）A、根据空气中含有二氧化碳，二氧化碳能和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水；反应结束后打开止水夹K，缓缓鼓入空气的目的是 把B中的二氧化碳气体全部通入DE中进行解答；
B、根据二氧化碳能和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水进行解答；
C、根据DE装置增加的质量就是生成二氧化碳的质量，利用二氧化碳的质量求出碳酸钙的质量进行解答．

解答：解：【提出猜想】碳酸钙和氢氧化镁难溶于水，而在加热的条件下，这些离子趋于生成溶解度更小的物质-水垢，所以水垢中的成分一定含有碳酸钙、氢氧化镁；故填：碳酸钙、氢氧化镁；
【实验步骤】（1）氢氧化钙溶液显碱性，能使酚酞试液变红，所以操作：在少量研碎的水垢中加入适量的蒸馏水充分搅拌、过滤，再往滤液中滴加少量酚酞试液；现象：溶液变红；结论：水垢中含有氢氧化钙；故填：滴加少量酚酞试液；溶液变红；
（2）A、通过产生的二氧化碳来确定碳酸钙的存在，则必须保证装置的气密性良好，所以加入样品前应检查装置的气密性；空气中含有二氧化碳，二氧化碳能和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，所以装置A的作用是除去空气中的二氧化碳；反应结束后打开止水夹K，缓缓鼓入空气的目的是 把B中的二氧化碳气体全部通入DE中，故填：检查装置的气密性；除去空气中的二氧化碳；把B中的二氧化碳气体全部通入DE中；
B、氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，故填：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；
C、生成二氧化碳的质量为：501.32g-500.00g=1.32g，设碳酸钙的质量为x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                  1.32g

100

x

=

44

1.32g

x=3g
水垢的质量是3g，故一定不含有碳酸镁．故填：1.32；一定不．

点评：既考查了实验也考查了根据化学方程式的计算，培养了学生实验分析能力和根据化学方程式计算能力及运用极值法解题的思想．