Question

化學(xué)小組對(duì)熱水壺底部水垢的主要成分進(jìn)行了如下探究，請(qǐng)完成以下活動(dòng)并回答問(wèn)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(zhì)--水垢（主要成分為碳酸鹽和堿）．有關(guān)物質(zhì)的溶解性見(jiàn)表

部分鈣、鎂化合物溶解性表（20℃）
陰離子陽(yáng)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______和______，可能含有Ca（OH）₂和MgCO₃（填化學(xué)式）．
[設(shè)計(jì)方案]實(shí)驗(yàn)1：確定水垢中是否含Ca（OH）₂和CaCO₃

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
在少量研碎的水垢中，加入適量的蒸餾水充分?jǐn)嚢�，過(guò)濾，在濾液里加入 Na2CO3溶液．	沒(méi)有白色沉淀產(chǎn)生	______

實(shí)驗(yàn)2：確定水垢中是否含MgCO₃利用下列實(shí)驗(yàn)裝置，完成實(shí)驗(yàn)2探究．其主要實(shí)驗(yàn)步驟發(fā)下：

稱量D、E裝置總質(zhì)量為600.00g，按上圖組裝后，將2.50g水垢試樣放入錐形瓶中，加入足量稀鹽酸溶液，待錐形瓶中不再產(chǎn)生氣泡時(shí)，打開(kāi)止水夾K，從導(dǎo)管a處緩緩鼓入空氣，一段時(shí)間后稱量裝置D、E的總質(zhì)量為601.25g（堿石灰主要成分為CaO和NaOH，不考慮裝置內(nèi)空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響）．
[實(shí)驗(yàn)討論]（1）加入樣品前還應(yīng)______，裝置B中盛放稀鹽酸的儀器名稱為_(kāi)_____，裝置C的作用是______，反應(yīng)結(jié)束后打開(kāi)止水夾K，緩緩鼓入空氣的目的是______，裝置A的作用是______，A、B裝置之間設(shè)置干燥裝置（填：“要”、“不要”），______理由是______．
（2）裝置B中生成氣體的化學(xué)方程式為_(kāi)_____（只要求寫(xiě)一種），裝置D中的化學(xué)方程式為_(kāi)_____．
（3）裝置B中生成CO₂的質(zhì)量為_(kāi)_____g．通過(guò)計(jì)算說(shuō)明水垢中______含MgCO₃（填字母）．
A． 一定B． 一定不C． 可能D． 無(wú)法確定
計(jì)算過(guò)程（已知物質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量  CaCO₃：100    MgCO₃：84）：
實(shí)驗(yàn)3：確定水垢中是否含有Mg（OH）₂另取質(zhì)量為2.50g的水垢，加入3.65%的稀鹽酸與之反應(yīng)，測(cè)得消耗稀鹽酸w g．．結(jié)合以上實(shí)驗(yàn)結(jié)論，判斷w的值滿足______條件時(shí)，水垢中一定含有Mg（OH）₂（請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明）．

Answer 1

【答案】分析：[提出猜想]根據(jù)天然水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等離子的信息和溶解性表回答．
[設(shè)計(jì)方案]根據(jù)碳酸鈣難溶于水，氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉的性質(zhì)回答．
[實(shí)驗(yàn)討論]（1）使用或制取氣體的實(shí)驗(yàn)要求先檢查裝置的氣密性；根據(jù)儀器的名稱和用途回答使用的儀器；根據(jù)濃硫酸的吸水性回答裝置C的作用；反應(yīng)前通入空氣是為了排除裝置中原空氣中的二氧化碳，反應(yīng)后通入空氣是為了把反應(yīng)生成的二氧化碳排到D中；根據(jù)氫氧化鈉能和二氧化碳反應(yīng)回答A的作用．
（2）根據(jù)碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水、二氧化碳書(shū)寫(xiě)裝置B中生成氣體的化學(xué)方程式；根據(jù)氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水書(shū)寫(xiě)裝置D中的化學(xué)方程式．
（3）根據(jù)裝置D的增重判斷生成的二氧化碳的質(zhì)量為1.25g；
但2.50g碳酸鈣根據(jù)方程式計(jì)算可生成的二氧化碳1.1g，所以含碳酸鎂；
根據(jù)碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng)的方程式，分別計(jì)算它們2.50g消耗鹽酸的質(zhì)量，其中氫氧化鎂消耗最多，其次為碳酸鎂，假設(shè)2.50g全為碳酸鎂，消耗鹽酸59.5g，w＞59.5g時(shí)，定有氫氧化鎂．
解答：解：[提出猜想]根據(jù)溶解性表，碳酸鎂和氫氧化鎂不溶，天然水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等離子，碳酸鹽的水溶液呈堿性，即含氫氧根離子，碳酸氫某受熱易分解成碳酸某，所以水垢中定有CaCO₃；Mg（OH）₂．
[設(shè)計(jì)方案]根據(jù)碳酸鈣難溶于水，加水溶解有不溶物，說(shuō)明有碳酸鈣；過(guò)濾時(shí)除去了碳酸鈣，氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，由于沒(méi)有沉淀生成，所以無(wú)氫氧化鈣．
[實(shí)驗(yàn)討論]（1）使用或制取氣體的實(shí)驗(yàn)要求先檢查裝置的氣密性，所以加入樣品前還應(yīng)檢查裝置氣密性；裝置B中盛放稀鹽酸的儀器是加入液體藥品用的，有開(kāi)關(guān)，為分液漏斗；濃硫酸朋吸水性，裝置C的作用干燥二氧化碳?xì)怏w；反應(yīng)前通入空氣是為了排除裝置中原空氣中的二氧化碳，反應(yīng)后通入空氣是為了把反應(yīng)生成的二氧化碳排到D中去吸收；氫氧化鈉能和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，A的作用是吸收空氣中的二氧化碳；A、B裝置之間沒(méi)有設(shè)置干燥裝置，因?yàn)槎�氧化碳進(jìn)入D裝置前有氣體干燥裝置C．
（2）根據(jù)碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水、二氧化碳，裝置B中生成氣體的化學(xué)方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；根據(jù)氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，裝置D中的化學(xué)方程式2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．
（3）根據(jù)裝置D的增重判斷生成的二氧化碳的質(zhì)量為1.25g；
根據(jù)碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng)的方程式，分別計(jì)算它們2.50g消耗鹽酸的質(zhì)量，其中氫氧化鎂消耗最多，其次為碳酸鎂，假設(shè)2.50g全為碳酸鎂，消耗鹽酸59.5g，即如沒(méi)有氫氧化鎂，2.50g水垢最多消耗鹽酸為59.5g，w＞59.5g時(shí)，定有氫氧化鎂．
故答案為：查閱資料：CaCO₃；Mg（OH）₂；實(shí)驗(yàn)一：一定不含量Ca（OH）₂；一定含CaCO₃；（1）實(shí)驗(yàn)二：檢查裝置氣密性；分液漏斗；干燥二氧化碳?xì)怏w；使反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳被D、E完全吸收；除去空氣中二氧化碳；不要；因?yàn)槎�氧化碳進(jìn)入D裝置前有氣體干燥裝置C；（2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；（3）1.25g；A；實(shí)驗(yàn)3：w＞59.5g．
點(diǎn)評(píng)：復(fù)分解反應(yīng)是初中化學(xué)的重點(diǎn)之一，是中考必考內(nèi)容，試題形式多樣，但萬(wàn)變不離其宗，多是變相考查復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件．