题目内容

10.家中烧开水的铝壶和盛放开水的暖瓶,使用时间长了易结水垢(如图).原因是硬水中含有较多的可溶性的钙和镁的化合物,其中碳酸氢钙[Ca(HCO32]受热易分解,生成水和大量的气体,还生成一种难溶于水的化合物,它是水垢的主要成分.
[产生问题]碳酸氢钙受热分解除了生成水以外,另外两种生成物是什么?
[提出假设]
①小楠同学认为生成难溶于水的化合物可能是碳酸钙.
②小卓同学认为生成物中的气体可能是二氧化碳.
[实验与事实]依据猜想他们设计了如下实验方案:
实验步骤实验现象
验证猜想的①方案有气泡生成
验证猜想②的方案取少量硬水于试管并加热,将生成气体通入澄清石灰水中
[解释与结论]:水垢主要成分之一是碳酸钙.请写出Ca(HCO32受热分解的化学方程式为:Ca(HCO32$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO3↓+H2O+CO2↑.

分析 碳酸氢钙受热负几十次碳酸钙沉淀、水和二氧化碳;
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊.

解答 解:[提出假设]
根据质量守恒定律可知,生成难溶于水的化合物可能是碳酸钙,生成物中的气体可能是二氧化碳.
故填:碳酸钙;二氧化碳.
[实验与事实]
实验方案如下表所示:

实验步骤实验现象
验证猜想的①方案①把适量难溶于水的化合物置于试管中,滴加稀盐酸
②把生成的气体通入澄清石灰水中
有气泡生成,澄清石灰水变浑浊.
验证猜想②的方案取少量硬水于试管并加热,将生成气体通入澄清石灰水中澄清石灰水变浑浊
[解释与结论]
Ca(HCO32受热分解的化学方程式为:Ca(HCO32$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO3↓+H2O+CO2↑.
故填:Ca(HCO32$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO3↓+H2O+CO2↑.

点评 合理设计实验,科学地进行实验、分析实验,是得出正确实验结论的前提,因此要学会设计实验、进行实验、分析实验,为学好化学知识奠定基础.

练习册系列答案
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19.请你参与某学习小组进行研究性学习的过程,并协助完成相关任务.
【研究课题】探究热水壶底部水垢的主要成分
【查阅资料】该小组同学通过查阅资料知道,天然水中一般都含有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、碱等的混合物).同时,他们还查阅到下列有关物质的溶解性:
物质Ca(HCO32Mg(HCO32Ca(OH)2Mg(OH)2CaCO3MgCO3
溶解性可溶可溶微溶不溶不溶微溶
【提出猜想】水垢的主要成分一定含有和,可能含有Ca(OH)2和MgCO3
【设计方案】(1)甲同学在烧杯中放入少量研碎的水垢,加入适量蒸馏水充分搅拌,取上层清液加入,没有白色沉淀,说明水垢中无Ca(OH)2
(2)乙同学设计了下列实验装置,进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分.其主要实验步骤如下:
①按图组装仪器,将50g水垢试样放入锥形瓶中,加入足量盐酸溶液;
②测量一定时间内干燥管内物质增加的质量(见图2曲线);
③待锥形瓶中不再产生气泡时,打开活塞B,从导管A处缓缓鼓入一定量的空气;
④再次称量干燥管内物质增加的质量;
⑤重复③和④的操作,直至干燥管内物质质量不变

讨论:
a.步骤①加入样品前还应装置的气密性检查.
b.装置Ⅱ的作用是吸收CO2中的水;从导管A处缓缓鼓入一定量的空气时,装置Ⅰ的作用是除去空气中的CO2
c.研究性小组的同学通过简单计算,认为水垢中一定含有MgCO3,理由是即使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>22g.
【实验结论】通过上述探究可知:水垢的主要成分有Mg(OH)2、CaCO3、MgCO3

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