Question

探究小組同學發現家中燒開水的鋁壺和盛放開水的暖瓶，長時間使用會有白色固體附著，很難洗掉．
【查閱資料】這種白色固體稱為水垢，這是因為硬水中含有較多的可溶性的鈣、鎂化合物，其中碳酸氫鈣 Ca（HCO₃）₂受熱易分解，生成難溶性的化合物、氣體等物質．
【提出問題】碳酸氫鈣受熱分解后產物的成分是什么？
【提出猜想】從組成物質元素的角度分析：
猜想1．生成的難溶性化合物可能是

CaCO₃

．
猜想2．放出的氣體可能是O₂、H₂、CO₂．
【實驗探究】該組同學設計如圖所示實驗，先探究產生氣體的成分．
操作1．加熱A裝置，一段時間后，B裝置中的澄清石灰水變渾濁．
操作2．在a處用燃著的木條檢驗，無明顯現象．
【方案設計】請你在上述實驗的基礎上設計實驗，幫助該組同學再確定難溶物的成分．

實驗步驟	實驗現象與結論
在上述實驗的試管中，加入 稀鹽酸  后，再將產生的氣體通入澄清石灰水中	若有氣泡產生且澄清石灰水變渾濁，則難溶物是 CaCO3 （或猜想1成立）

【實驗結論】
結論1．碳酸氫鈣分解產生的氣體一定有

CO₂

；一定沒有

O₂、H₂

．
結論2．碳酸氫鈣受熱分解的化學方程式為Ca（HCO₃）₂

△   .

CaCO₃↓+CO₂↑
【實驗交流】
交流1．B裝置中的澄清石灰水變渾濁的反應方程式為．
交流2．從安全的角度考慮，操作2中存在的實驗不足是．
交流3．小組內某同學對上述結論提出異議：

該同學的觀點	請說出你的觀點并闡述理由
①該實驗裝置中C裝置可以不要	不同意此觀點，因為氧化鈉溶液能吸收二氧化碳
②“結論2”不正確	同意此觀點，根據質量守恒定律，反應前后原子的種類和數目不變，反應前有氫原子，反應后又無氫氣生成，所以應有水生成．

【拓展延伸】水垢很難用水洗凈，有同學發現在廚房中也可以找到物品除去水垢，你認為該物品可能是

食醋

．

Answer 1

分析：【提出猜想】根據質量守恒定律，生成的難溶性化合物可能是碳酸鈣；
【方案設計】碳酸鈣可以用稀鹽酸檢驗，碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣和水和二氧化碳，二氧化碳可以使澄清的石灰水變渾濁；
【實驗結論】根據二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，氫氣能燃燒，氧氣能助燃的性質進行填空；
【實驗交流】氫氧化鈣與二氧化碳反應生成白色沉淀碳酸鈣和水；氫氣具有可燃性，點燃氣體前沒有先驗純；氫氧化鈣檢驗二氧化碳，而氫氧化鈉是吸收二氧化碳的；根據質量守恒定律知，化學反應前后的原子種類和數目不會改變；
【拓展延伸】根據實驗結論知，水垢的主要物質是碳酸鈣，所以用食醋與之反應，會使其生成可溶于水的物質．

解答：解：【提出猜想】碳酸氫鈣 Ca（HCO₃）₂受熱易分解，生成難溶性的化合物，該化合物肯定是不溶性鈣的化合物．由質量守恒定律，可以推知，該化合物是碳酸鈣．
故填：CaCO₃；
【方案設計】碳酸鈣可以用稀鹽酸檢驗，碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此有氣泡冒出，澄清石灰水變渾濁；說明該不溶物是碳酸鈣．
故答案為：加入稀鹽酸；CaCO₃；
【實驗結論】因為B裝置中的澄清石灰水變渾濁，所以混合氣體中一定含有二氧化碳；因為氫氣能燃燒，并且氧氣能幫助燃燒，所以在a處用燃著的木條檢驗，無明顯現象，說明該混合氣體中一定沒有氧氣和氫氣．
故答案是：CO₂；O₂、H₂；
【實驗交流】
交流1．氫氧化鈣與二氧化碳發生反應后的生成物是白色沉淀碳酸鈣和水，其反應方程式為：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．故答案是：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
交流2．在點燃可燃性氣體前，為防止可燃性氣體不純而發生爆炸，應先檢驗其純度．故答案是：點燃氣體前未驗純；
交流3．①該實驗裝置中C裝置不能缺少，因為氫氧化鈉溶液吸收裝置B中過量二氧化碳氣體，若混合氣體中還含有不支持燃燒的二氧化碳氣體時，點燃a處時，會影響實驗結果．故答案是：不同意此觀點，因為氧化鈉溶液能吸收二氧化碳；
②結論2所得的反應的化學方程式不遵循質量守恒定律，反應前后元素種類不同、原子個數也不相等．
故答案是：同意此觀點，根據質量守恒定律，反應前后原子的種類和數目不變，反應前有氫原子，反應后又無氫氣生成，所以應有水生成．
【拓展延伸】廚房中能用來除去水垢的物質是食醋，水垢的主要成分是碳酸鈣碳酸鈣能與醋酸反應生成可溶于水的物質．
故答案是：食醋．

點評：本題巧妙地利用碳酸氫鈣的分解考查了碳酸鹽地檢驗、質量守恒定律地應用、常見氣體的檢驗等化學基礎知識，審清題意認真思考，會發現此問題難度并不大．