Question

【題目】某校化學(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)并回答相關(guān)問(wèn)題。

（1）[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)一水垢 (主要成分為碳酸鹽和堿)。有關(guān)物質(zhì)的溶解性見(jiàn)下表( 20°C):

陰離子 陽(yáng)離子	OH-	CO32-	HCO3-
Ca2+	微溶	不溶	可溶
Mg2+	不溶	微溶	可溶

根據(jù)上述物質(zhì)的溶解性,小組同學(xué)確定水垢的主要成分中一定含有的兩種物質(zhì)____(寫化學(xué)式)可能含有Ca(OH)2和MgCO3

（2）[提出問(wèn)題 ]水垢的主要成分中是否含有Ca(OH)2和MgCO3呢?

[實(shí)驗(yàn)方案1]確定水垢中是否含Ca(OH)2

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?/span>,過(guò)濾,在濾液里加入Na2CO3溶液。	___	水垢中無(wú)Ca(OH)2.

[實(shí)驗(yàn)方案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)步驟如下:

按上圖組裝后,將9.8 g水垢試樣放入錐形瓶中,打開(kāi)止水夾K ,從導(dǎo)管a處緩緩鼓入空氣，一段時(shí)間后精確稱量D、E裝置總質(zhì)量為600.0 g關(guān)閉止水夾K ,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處再次緩緩鼓入空氣,一段時(shí)間后稱量裝置D、E的總質(zhì)量為604.4g (注意:堿石灰主要成分為CaO和NaOH的混合物)。

（3）[實(shí)驗(yàn)討論]

①加入藥品前應(yīng)檢查裝置氣密性;待錐形瓶中不再產(chǎn)生氣泡時(shí),打開(kāi)止水夾K ,緩緩鼓入空氣的目的是____。

如果省略這一步驟會(huì)使得 最終得到的結(jié)果___(填“偏大”或“偏小”或“無(wú)影響”)。

②裝置B中生成CO2的質(zhì)量為___g。通過(guò)計(jì)算說(shuō)明該水垢中_( 填序號(hào))含MgCO3.

A 一定

B 一定不

C 可能

D 無(wú)法確定

Answer 1

【答案】CaCO3、Mg(OH)2 無(wú)明顯現(xiàn)象 把裝置內(nèi)的CO2完全排出,確保被完全吸收 偏小 4.4 A

【解析】

（1）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

（2）氫氧化鈣與Na2CO3反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，結(jié)論可知水垢中無(wú)Ca(OH)2，故加入碳酸鈉溶液后溶液無(wú)明顯變化。

（3）①加入藥品前應(yīng)檢查裝置氣密性;待錐形瓶中不再產(chǎn)生氣泡時(shí),打開(kāi)止水夾K ,緩緩鼓入空氣的目的是把裝置內(nèi)的CO2完全排出,確保被完全吸收。如果省略這一步驟，二氧化碳不能被完全吸收，故測(cè)量結(jié)果將偏低。

②由差量法可知，生成二氧化碳的質(zhì)量為：604.4g-600.0g=4.4g。

由方程式CaCO3+2HCl =CaCl2+H2O+CO2↑可知，100份質(zhì)量的碳酸鈣完全反應(yīng)生成44份質(zhì)量的二氧化碳，故10gCaCO3完全反應(yīng)可以生成二氧化碳的質(zhì)量為4.4g，10g大于9.8g，所以，水垢中一定含有MgCO3．故選A。