Question

【題目】九年級化學課本上有一道習題： “熱水瓶膽內壁常附著一層水垢（主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂） ……”化學學習小組的同學欲對水垢的來源、成分等開展進一步的探究活動，請你參與：實驗探究一區別軟水和硬水：小組同學分別取等體積的雨水和日常用水，分別滴入相同滴數的_____，振蕩，判斷該地區日常用水屬于硬水的現象是_____。

實驗探究二 硬水為什么會產生水垢？

[查閱資料]

（1）自然界的碳酸鈣在有水和二氧化碳的侵蝕下，會生成可溶于水的碳酸氫鈣，硬水中含有大量的自由移動的Ca2+、Mg2+、HCO3-離子。加熱后形成難溶物積聚在容器底部，形成水垢。

（2）加熱碳酸氫鎂會分解生成碳酸鎂，但是長時間煮沸，碳酸鎂會與水發生反應生成更難溶于水的氫氧化鎂。

[猜想與假設j

水垢中可能含有CaCO3、 Mg（OH）2， 還可能含有_____（填化學式）。

[實驗驗證]取水垢研成粉末，各取少量于下面的A、C、D三支試管中進行如下實驗：

步驟	方法	現象	初步結論
1		_____	水垢中含有碳酸鹽
2		C試管無現象，D試管液體變紅，冷卻后又褪為無色	水垢中含有_____

寫出A試管發生的一個化學方程式：_____。

附加：（1）將水垢溶解在100g不同溫度的蒸餾水中，達到飽和，利用傳感器測定出溶液中的某幾種離子的濃度（單位體積的溶液中所含離子的數目）與溫度的變化關系如下圖：

推測表示曲線③的離子符號是_____。

（2）D試管上層液體加酚酞試液，先變紅后又褪色的原因，除了與氫氧化鎂的溶解度有關外，還有可能的原因是_____。

（3）我省南部山區的石灰巖巖洞內發生的變化，就與碳酸鈣和碳酸氫鈣的相互轉變有關，“世界是物質的，物質是在不斷變化的”，請你再舉一種物質， 簡要說明它在自然界的循環_____。

Answer 1

【答案】肥皂水 泡沫少，有浮渣 MgCO3 A試管中產生氣泡；B試管中澄清石灰水變渾濁 Mg(OH)2 OH- 氫氧化鎂與空氣中的二氧化碳反應 植物光合作用吸收二氧化碳產生氧氣，而動植物的呼吸和燃料燃燒消耗氧氣產生二氧化碳（答案合理即可）

【解析】

請你參與：實驗探究一區別軟水和硬水：分別取等體積的雨水和日常用水，分別滴入相同滴數的肥皂水，振蕩，判斷該地區日常用水屬于硬水的現象是：泡沫少、易起浮渣；

猜想與假設：由資料可知，水垢中可能含有CaCO3、 Mg（OH）2， 還可能含有：MgCO3；

實驗驗證：1、結論為水垢中含有碳酸鹽，碳酸鹽能與稀鹽酸反應生成二氧化碳氣體，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，故實驗現象為：A試管中產生氣泡；B試管中澄清石灰水變渾濁；

2、向兩只試管中加入少量水垢，向C試管中加入20℃蒸餾水，振蕩，向D試管中加入80℃蒸餾水，振蕩，后在上層清液中滴加酚酞，實驗現象為：C試管無現象，D試管液體變紅，冷卻后又褪為無色，說明水垢中含有氫氧化鎂，因為氫氧化鎂屬于難溶性物質，常溫下溶解度很小，溫度升高，會有一部分氫氧化鎂溶于水，氫氧化鎂顯堿性，能使無色酚酞變紅，溫度降低，氫氧化鎂的溶解度變小，又褪為無色；

A試管中碳酸鈣可與稀鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水，該反應的化學方程式為：；

附加：（1）根據資料，加熱碳酸氫鎂會分解生成碳酸鎂，但是長時間煮沸，碳酸鎂會與水發生反應生成氫氧化鎂，故表示曲線③的離子符號是OH-；

（2）D試管上層液體加酚酞試液，先變紅后又褪色的原因，除了與氫氧化鎂的溶解度有關外，還有可能的原因是：氫氧化鎂與空氣中的二氧化碳反應生成了碳酸鎂；

（3）如植物光合作用吸收二氧化碳產生氧氣，而動植物的呼吸和燃料燃燒消耗氧氣產生二氧化碳等。