Question

興化地處里下河地區，河港縱橫，水系發達．但河水中含有較多的碳酸氫鈣[Ca（HCO₃）₂]，水的硬度較大．（查閱資料：碳酸氫鈣易溶于水．當溶有碳酸氫鈣的水遇熱時，溶解在水里的碳酸氫鈣就會發生分解，生成碳酸鈣沉積下來，這就形成了水垢Ca（HCO₃）₂^△CaCO₃↓+H₂O+CO₂↑）．已知碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鎂等物質均能在加熱條件下發生類似的反應．而碳酸鈉、碳酸鉀則在通常情況下比較穩定，加熱不分解．
請你根據上述信息完成下列各題：
（1）根據上述信息可知，水垢的主要成分是________．你能用什么方法來除去水垢？（用化學方程式表示）________．
（2）若碳酸鎂粉末中混有少量的碳酸氫鎂，請寫出除去雜質碳酸氫鎂的方法（用化學方程式表示）________．
（3）實驗室有兩包質量均為10.6g的固體，分別是碳酸鈉和碳酸氫鈉．現分別經如下處理：①充分加熱 ②滴加足量的稀鹽酸 ③將兩步反應生成的氣體全部收集后通入足量的澄清石灰水．則生成沉淀的質量________（填“相等”、“不相等”或“無法判斷”）．
（4）在加熱條件下密閉容器內發生某一化學反應，現對反應體系內的X、Y、Z、Q四種物質進行測定，測得數據如下：

物質	X	Y	Z	Q
反應前質量（g）	40.0	4.6	37.8	0.0
反應后質量（g）	43.6	待測數據	4.2	8.8

請回答下列問題：
①上表中的”待測數據”的數值是________．
②此密閉容器內反應類型屬于________（填基本反應類型）．
③若X是水，Q是能使澄清石灰水變渾濁的氣體，且X、Y、Z、Q四種物質的化學計量數之比為1：1：2：1，則物質Y的相對分子質量為________．
（5）實驗室制取二氧化碳時若不慎使用了濃鹽酸，生成的氣體中除混有水蒸氣外還可能混有________氣體，這是因為濃鹽酸具有________性．
現要除去雜質氣體，可采用如圖所示的裝置把不純的氣體進行洗氣．
①不純氣體應從________（填“a”或“b”）端通入．
②若只需要把生成的氣體干燥，可在瓶中盛放________．
③可在瓶中盛放飽和的碳酸氫鈉溶液除去另一種雜質氣體．寫出有關反應的化學方程式________．

Answer 1

解：（1）根據上述信息可知，水垢的主要成分是碳酸鈣．故填：CaCO₃（或碳酸鈣）．
碳酸鈣能和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，所以可以用稀鹽酸除去水垢．
反應的化學方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O．
（2）碳酸氫鎂受熱容易分解生成碳酸鎂、水和二氧化碳．可以用加熱的方法除去碳酸鎂中的碳酸氫鎂，反應的化學方程式為：
Mg（HCO₃）₂MgCO₃+H₂O+CO₂↑．
（3）碳酸鈉中碳元素的質量分數為：×100%=11.3%．
碳酸氫鈉中碳元素的質量分數為：×100%=14.3%．
因為通過以上反應碳元素完全轉化成了二氧化碳，所以碳酸氫鈉生成的二氧化碳多．故填：不相等．
（4）①由表中數據可知，X是生成物，生成了3.6g，Z是反應物，反應了33.6g，Q是生成物，生成了8.8g，根據質量守恒定律可知，Y是生成物，生成的Y的質量為：33.6g-3.6g-8.8g=21.2g，Y的數值為：21.2+4.6=25.8．故填：25.8．
②根據分析可知，反應物是一種，生成物是三種，屬于分解反應．故填：分解反應．
③因為X是水，Q是能使澄清石灰水變渾濁的氣體，且X、Y、Z、Q四種物質的化學計量數之比為1：1：2：1，則有二氧化碳和Y的化學計量數之比為1：1，二氧化碳的質量是8.8g，Y的質量是21.2g，
設Y的相對分子質量為m，根據化學方程式有：，解得：m=106．故填：106．
（5）濃鹽酸易揮發，能夠揮發出氯化氫氣體．故填：HCl；揮發．
①不純氣體應從a端通入．故填a．
②濃硫酸能吸收水，可以作干燥劑．故填：濃硫酸．
③飽和的碳酸氫鈉溶液可以除去氯化氫氣體，反應的化學方程式為：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．
分析：水垢的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣能和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳．碳酸氫鎂受熱容易分解生成碳酸鎂、水和二氧化碳．根據反應的化學方程式可以計算出相等質量的碳酸鈉和碳酸氫鈉通過加熱、與鹽酸反應生成的二氧化碳的質量．根據反應物和生成物及其質量守恒定律可以判斷反應類型、相對分子質量等．濃鹽酸易揮發，濃硫酸能吸水，可以作干燥劑．根據物質和所含有的雜質的性質方面分析、判斷，從而找出除去雜質的正確方法．
點評：解答本題的關鍵是要掌握化學方程式的書寫方法、根據化學方程式進行相關方面的計算方法、除去雜質的方法等方面的知識，只有這樣才能對問題做出正確的判斷．