Question

某校化學小組對熱水壺底部水垢的主要成分進行了如下探究，請完成以下活動，并回答相關問題．
【查閱資料】天然水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^_等離子，在加熱條件下，這些離子趨于生成溶解度更小的物質--水垢（主要成分為碳酸鹽和堿）．有關物質的溶解性見下表：
部分鈣、鎂化合物溶解性表（20℃）

陰離子 陽離子	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

 

 （填化學式，下同）和

 

，可能含有Ca（OH）₂和MgCO₃．
【設計方案】實驗1：確定水垢中是否含Ca（OH）₂

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	有關化學反應方程式
在少量研碎的水垢中加入適量的蒸餾水充分攪拌，過濾，在濾液中加入Na2CO3溶液．	有白色沉淀產(chǎn)生

實驗2：確定水垢中是否含MgCO₃將2.50g水垢樣品放入錐形瓶中，加入足量的稀鹽酸，吸收生成的二氧化碳氣體1.25g，請回答：
（1）寫出碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式

 

；
（2）列式計算，如果水垢中沒有碳酸鎂，則碳酸鈣的質量為多少？

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,堿的化學性質,酸堿鹽的溶解性,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式,根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：科學探究

分析：【提出猜想】首先運用題中溶解性表分析得出提出猜想中的兩個空；
【設計方案】
然后運用碳酸鹽的化學性質解答實驗1和實驗2，最后用碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳這一化學反應解答（1）（2）題，根據(jù)碳酸鈉與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉考慮；

解答：解：
【提出猜想】由題中溶解性表知碳酸鈣和氫氧化鎂不溶于水，其余的氫氧化鈣、碳酸鎂微溶，碳酸氫鈣和碳酸氫鎂都溶于水，故水垢的主要成分包括：CaCO₃；Mg（OH）₂
【設計方案】
實驗1：確定水垢中是否含有氫氧化鈣，選用碳酸鈉．故選Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH
實驗2：
（1）加入足量的稀鹽酸，碳酸鈣和鹽酸反應，故答案：（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（2）設碳酸鈣的質量為x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                   1.25g

100

44

=

x

1.25g

x=2.84g
答：水垢中如不含碳酸鎂，則碳酸鈣的質量為2.84g．
答案：
【提出猜想】CaCO₃ Mg（OH）₂
【設計方案】
實驗1：Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH
實驗2：
（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（2）則碳酸鈣的質量為2.84g

點評：即考查了實驗也考查了根據(jù)化學方程式的計算，培養(yǎng)了學生實驗分析能力和根據(jù)化學方程式計算能力及運用極值法解題的思想．本題考查了常見物質成分的推斷，完成此題，可以依據(jù)物質的性質結合題干提供的信息進行．