Question

【題目】某校化學小組對熱水壺底部水垢的主要成分進行 了如下探究,請完成以下活動并回答相關問題。

（1）[查閱資料]

天然水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3-等離子,在加熱條件下,這些離子趨于生成溶解度更小的物質一水垢 (主要成分為碳酸鹽和堿)。有關物質的溶解性見下表( 20°C):

陰離子 陽離子	OH-	CO32-	HCO3-
Ca2+	微溶	不溶	可溶
Mg2+	不溶	微溶	可溶

根據上述物質的溶解性,小組同學確定水垢的主要成分中一定含有的兩種物質____(寫化學式)可能含有Ca(OH)2和MgCO3

（2）[提出問題 ]水垢的主要成分中是否含有Ca(OH)2和MgCO3呢?

[實驗方案1]確定水垢中是否含Ca(OH)2

實驗步驟	實驗現象	結論
在少量研碎的水垢中,加入適量的蒸餾水充分攪拌,過濾,在濾液里加入Na2CO3溶液。	___	水垢中無Ca(OH)2.

[實驗方案2]確定水垢中是否含MgCO3

利用下列實驗裝置,完成實驗2探究。其主要實驗步驟如下:

按上圖組裝后,將9.8 g水垢試樣放入錐形瓶中,打開止水夾K ,從導管a處緩緩鼓入空氣，一段時間后精確稱量D、E裝置總質量為600.0 g關閉止水夾K ,加入足量稀鹽酸溶液,待錐形瓶中不再產生氣泡時,打開止水夾K ,從導管a處再次緩緩鼓入空氣,一段時間后稱量裝置D、E的總質量為604.4g (注意:堿石灰主要成分為CaO和NaOH的混合物)。

（3）[實驗討論]

①加入藥品前應檢查裝置氣密性;待錐形瓶中不再產生氣泡時,打開止水夾K ,緩緩鼓入空氣的目的是____。

如果省略這一步驟會使得 最終得到的結果___(填“偏大”或“偏小”或“無影響”)。

②裝置B中生成CO2的質量為___g。通過計算說明該水垢中_( 填序號)含MgCO3.

A 一定

B 一定不

C 可能

D 無法確定

Answer 1

【答案】CaCO3、Mg(OH)2 無明顯現象 把裝置內的CO2完全排出,確保被完全吸收 偏小 4.4 A

【解析】

（1）由題中溶解性表知碳酸鈣和氫氧化鎂不溶于水，其余的氫氧化鈣、碳酸鎂微溶，碳酸氫鈣和碳酸氫鎂都溶于水，故水垢的主要成分包括：CaCO3；Mg（OH）2

（2）氫氧化鈣與Na2CO3反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，結論可知水垢中無Ca(OH)2，故加入碳酸鈉溶液后溶液無明顯變化。

（3）①加入藥品前應檢查裝置氣密性;待錐形瓶中不再產生氣泡時,打開止水夾K ,緩緩鼓入空氣的目的是把裝置內的CO2完全排出,確保被完全吸收。如果省略這一步驟，二氧化碳不能被完全吸收，故測量結果將偏低。

②由差量法可知，生成二氧化碳的質量為：604.4g-600.0g=4.4g。

由方程式CaCO3+2HCl =CaCl2+H2O+CO2↑可知，100份質量的碳酸鈣完全反應生成44份質量的二氧化碳，故10gCaCO3完全反應可以生成二氧化碳的質量為4.4g，10g大于9.8g，所以，水垢中一定含有MgCO3．故選A。