Question

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：

部分钙、镁化合物溶解性表（20℃）
	OH-	CO32-	HCO3-
Ca2+	微溶	不溶	可溶
Mg2+	不溶	微溶	可溶

[提出猜想]水垢的主要成分中一定含有______（填化学式，下同）和______，可能含有Ca（OH）₂和MgCO₃．
[设计方案]实验1：确定水垢中是否含Ca（OH）₂

实验步骤	实验现象	有关化学反应方程式
在少量研碎的水垢中加入适量的蒸馏水充分搅拌，过滤，在滤液中加入Na2CO3溶液．	有白色沉淀产生	______

实验2：确定水垢中是否含MgCO₃
将2.50g水垢样品放入锥形瓶中，加入足量的稀盐酸，吸收生成的二氧化碳气体1.25g，
请回答：
（1）写出碳酸钙与盐酸反应的化学方程式______；
（2）列式计算，如果水垢中没有碳酸镁，则碳酸钙的质量为多少？______
（3）水垢中______含MgCO₃（填字母）．
A．一定  B．一定不  C．可能  D．无法确定，
理由是：______．

Answer 1

【答案】分析：首先运用题中溶解性表分析得出提出猜想中的两个空，然后运用碳酸盐的化学性质解答实验1和实验2，最后用碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳这一化学反应解答（1）（2）题，运用极值法确定第（3）小题的答案．
解答：解：由题中溶解性表知碳酸钙和氢氧化镁不溶于水，其余的氢氧化钙、碳酸镁微溶，碳酸氢钙和碳酸氢镁都溶于水，故水垢的主要成分包括：CaCO₃Mg（OH）₂
实验1：确定水垢中是否含有氢氧化钙，选用碳酸钠．故选Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH
加入足量的稀盐酸，碳酸钙和盐酸反应，故答案：（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（2）设碳酸钙的质量为x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                   1.25g
=，x=2.84g
答：水垢中如不含碳酸镁，则碳酸钙的质量为2.84g．
（3）水垢中一定含MgCO₃，故选A
因为理论计算CaCO₃的质量为2.84g，大于2.5g，所以，水垢中一定含有MgCO₃．或若2.5g水垢全部为CaCO₃，产生CO₂的质量应为1.1g，而实验测得生成的CO₂质量为1.25g＞1.1g，所以，水垢中一定含有MgCO₃．（其它答案合理即可）
点评：即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．