Question

（7分）生活中離不開水。若水的硬度過大，會影響人體健康，因此需要進行軟化處理。
（1）小文利用陽離子交換樹脂對某硬水水樣進行軟化，其原理示意如右圖所示。樹脂的作用是除去硬水中的    。

（2）生活中通過煮沸能夠降低水的硬度。小文取此水樣煮沸后，發現有水垢生成。為探究水垢的成分，他進行了以下實驗：
【實驗過程】

實驗序號	實驗操作	實驗現象
Ⅰ		水垢變白、變疏松， 澄清石灰水變渾濁
Ⅱ		固體部分溶解， 放出熱量， 濾液的pH約為12
Ⅲ		實驗現象是    。

【實驗分析及結論】
①由實驗Ⅰ可知，水垢分解的產物中一定有     。
②實驗Ⅲ小試管內發生反應的化學方程式為     。
③根據實驗探究，推測此水垢的成分中可能含有     。
（3）小文另取該水樣，加入澄清石灰水，溶液變渾濁，其反應為：
A + Ca(OH)₂ ="=" 2CaCO₃↓ + 2H₂O，則A的化學式為    。

Answer 1

（1）Ca²⁺    
（2）實驗III現象是：水垢溶解，產生氣泡，澄清石灰水變渾濁（2分，錯答、漏答均為0分）
【實驗分析及結論】
① 二氧化碳      ② Ca(OH)₂ + CO₂ ="=" CaCO₃↓+ H₂O      ③ 碳酸鈣
（3）Ca(HCO₃)₂

解析試題分析：（1）根據陽離子交換樹脂硬水處理示意圖可知，利用陽離子交換樹脂對某硬水進行軟化，就是通過陰陽離子交換除去硬水中的鈣離子；
實驗分析及結論：
①實驗Ⅰ的現象是水垢變白、變疏松，澄清石灰水變渾濁，由此可知，水垢分解的產物中一定有二氧化碳，也就說明水垢中含有碳酸鹽；
②實驗Ⅲ中，由于稀鹽酸和水垢中的碳酸鹽反應，放出二氧化碳氣體，故小試管內發生反應是二氧化碳和澄清石灰水的反應，因此其化學方程式為Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）所以實驗III的現象為：水垢溶解，產生氣泡，澄清石灰水變渾濁；
③根據以上實驗推測，此水垢的成分中可能含有碳酸鈣；
（3）根據質量守恒定律，在化學反應中，反應前后原子的種類沒有改變，數目沒有增減，結合反應的化學方程式A+Ca(OH)₂=2CaCO₃↓+2H₂O可知，反應前有Ca原子1個，H原子2個，O原子2個；反應后有Ca原子2個，H原子4個，O原子8個，C原子2個，故A中含有Ca原子1個，H原子2個，O原子6個，C原子2個，結合題意可知A為Ca(HCO₃)₂。
考點：酸、堿、鹽的鑒別，水的凈化，硬水與軟水，有關化學式的計算和推斷，質量守恒定律及其應用，書寫化學方程式
點評：本題考點較多，主要考查的是碳酸鹽的檢驗，所以熟記碳酸鹽的性質和相關反應的現象，是解答本題的關鍵。