Question

12．硬水中含有較多的可溶性鈣、鎂化合物，其中鈣的化合物為Ca（HCO₃）₂受熱易分解，生成水和大量的氣體，還有一種難溶性的物質，該物質是水垢的主要成分之一．
（1）【提出問題】生成的氣體和固體是什么？
（2）【猜想】
①小剛認為生成物中的氣體可能是CO₂．
②你認為生成物中的固體物質可能是碳酸鈣．
（3）【設計實驗方案】請你設計出簡單的實驗方案來驗證上述猜想①和②．
猜想①：將生成的氣體通入澄清石灰水；
猜想②：往固體中加入稀鹽酸，并將生成的氣體通入澄清石灰水．
（4）【現象與結論】如果小剛的猜想正確，現象應該是澄清石灰水變渾濁，如果你的猜想正確，現象應該是有氣體生成，澄清石灰水變渾濁．
（5）【評價】寫出Ca（HCO₃）₂受熱分解的化學方程式：Ca（HCO₃）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃+H₂O+CO₂↑．

Answer 1

分析 根據題目給出的信息：碳酸氫鈣[Ca（HCO₃）₂]受熱易分解，生成水和大量的氣體，還有一種難溶性的化合物，它是水垢的成分之一．根據質量守恒定律確定該固體是含鈣的化合物，又因為該固體是難溶物，所以可能為碳酸鈣．生成的氣體可能是二氧化碳，可以用澄清的石灰水來檢驗；碳酸鈣可以用稀鹽酸和澄清石灰水檢驗，據此分析解決此題即可．

解答 解：（2）②碳酸氫鈣[Ca（HCO₃）₂]受熱易分解，生成水和大量的氣體，還有一種難溶性的化合物，它是水垢的成分之一．根據質量守恒定律確定該固體是含鈣的化合物，又因為該固體是難溶物，所以可能為碳酸鈣．
（3）如果小剛猜想正確：因二氧化碳與石灰水反應的化學方程式為Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O，有沉淀生成，故石灰水變渾濁，即可判斷該氣體是CO₂，據此設計驗證即可．
如果你的猜想正確因碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，二氧化碳與石灰水反應的化學方程式為Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O，有沉淀生成，故有氣體生成，石灰水變渾濁，由此可判斷該固體為CaCO₃，據此設計實驗即可．
從實驗的驗證可知碳酸氫鈣受熱會生成碳酸鈣水和二氧化碳，其方程式為：Ca（HCO₃）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃+H₂O+CO₂↑；
故答案為：
（2）②碳酸鈣；
（3）
猜想①：將生成的氣體通入澄清石灰水；
猜想②：往固體中加入稀鹽酸，并將生成的氣體通入澄清石灰水；
（4）澄清石灰水變渾濁；有氣體生成，澄清石灰水變渾濁；
（5）Ca（HCO₃）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃+H₂O+CO₂↑．

點評 本考點屬于實驗探究題，考查了質量守恒定律和化學方程式的書寫，既有實驗過程的探究，又有結論的探究．首先提出問題、作出假設，然后設計實驗方案、進行實驗，最后得出正確的結論，符合科學探究的基本環節．本題綜合性比較強，但難度不大，屬基礎性實驗探究題．