Question

【題目】溶室噴頭長時間使用會有白色固體附著，俗稱水垢，這是因?yàn)橛菜�中含有較多的可溶性的碳酸氫鈣[Ca(HCO3)2]，還含有可溶性的碳酸氫鎂[Mg(HCO3)2]。査閱資料，加熱時會產(chǎn)生難溶性的固體。其中碳酸氫鈣[Ca(HCO3)2]受熱易分解生成難溶性的化合物、氣體等物質(zhì)。某小組想探究碳酸氫鈣受熱分解后產(chǎn)物的成分.

（提出猜想）猜想1.難溶性化合物可能是CaCO3；猜想2.氣體可能是H2、CO、CO2。

（方案設(shè)計）請你設(shè)計實(shí)驗(yàn)，幫助該組同字確定難溶物的成分。

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
________________	________________	難溶物是CaCO3

（實(shí)驗(yàn)探究）該組同學(xué)設(shè)計如圖1實(shí)驗(yàn)，繼續(xù)探究氣體的成分。

操作1.加熱A裝置，一段時間后，B裝置中的澄清石灰水變渾濁。

操作2.在a處用燃著的木條檢驗(yàn)，無明顯現(xiàn)象

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）結(jié)論1.碳酸氫鈣分解產(chǎn)生的氣體是________結(jié)論2.碳酸氫鈣受熱分解的化學(xué)方程式為________________。

（反思評價）有同學(xué)提出:硬水中可溶性的碳酸氫鎂[Mg(HCO3)2]受熱也會產(chǎn)生不溶性的固體，那水垢的成分中還有什么物質(zhì)?根據(jù)上述探究，該組同學(xué)設(shè)計如圖2裝置進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。(已知堿石灰主要成分為CaO)和NaOH)。

（實(shí)驗(yàn)測定）步驟如下：

①按圖組裝儀器，先_______再將50g水垢樣品放入錐形瓶中；

②打開止水夾K，從導(dǎo)管a處緩緩鼓入一定量的空氣；

③逐滴加入足量稀鹽酸，待錐形瓶中出現(xiàn)______________現(xiàn)象時，停止滴加稀鹽酸；

④打開止水夾K，從導(dǎo)管a處緩緩鼓入一定量的空氣；

⑤稱量D瓶內(nèi)物質(zhì)增加的質(zhì)量，直至D瓶內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量不變；

⑥測量滴加稀鹽酸體積與D瓶內(nèi)物質(zhì)增加質(zhì)量的關(guān)系如圖3曲線所示。

（討論交流）

①A裝置中的NaOH溶液的作用是______________若沒有A裝置，D裝置中的質(zhì)量將______________(填“偏大”“不変”或“偏小”)。

②C裝置中濃硫酸的作用是______________E裝置的作用是______________。

③分析曲線圖，通過計算可知:水垢中一定含有______________(填化學(xué)式)，理由是____________________。

Answer 1

【答案】取少量難溶物于試管中，加入鹽酸后，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水 有氣泡生成且石灰水變渾濁 二氧化碳 檢查裝置氣密性 不再產(chǎn)生氣泡 吸收空氣中的二氧化碳，以除去空氣二氧化碳防止對后面測定的影響 偏大 吸收混在二氧化碳?xì)怏w中的水的作用 避免空氣中的二氧化碳進(jìn)入E裝置 如果50g水垢全部為CaCO3，產(chǎn)生CO2的質(zhì)量應(yīng)為22g，而實(shí)驗(yàn)測得生成的CO2質(zhì)量為24g，大于了22g

【解析】

稀鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，碳酸氫鈣加熱生成碳酸鈣、水和二氧化碳。

[方案設(shè)計]稀鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁。

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
取少量難溶物于試管中，加入鹽酸后，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水	有氣泡生成且石灰水變渾濁	難溶物是CaCO3

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]結(jié)論1. 碳酸氫鈣加熱生成碳酸鈣、水和二氧化碳，故碳酸氫鈣分解產(chǎn)生的氣體是二氧化碳。

結(jié)論2.碳酸氫鈣受熱分解的化學(xué)方程式為。

[實(shí)驗(yàn)測定]步驟如下：

①實(shí)驗(yàn)前，先要檢查裝置是否漏氣，再按圖組裝儀器，先檢查裝置氣密性再將50g水垢樣品放入錐形瓶中；

③稀鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，逐滴加入足量稀鹽酸，待錐形瓶中出現(xiàn)不再產(chǎn)生氣泡現(xiàn)象時，停止滴加稀鹽酸。

[討論交流]

①二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，故A裝置中的NaOH溶液的作用是吸收空氣中的二氧化碳，以除去空氣二氧化碳防止對后面測定的影響，若沒有A裝置，D裝置中的質(zhì)量將偏大。

②濃硫酸具有吸水性，故C裝置中濃硫酸的作用是吸收混在二氧化碳?xì)怏w中的水的作用，E裝置的作用是以免空氣中的二氧化碳被E裝置吸收。

③設(shè)50g碳酸鈣完全反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w質(zhì)量為x

水垢完全反應(yīng)放出二氧化碳的質(zhì)量為24g>22g；碳酸鈣、碳酸鎂與鹽酸反應(yīng)放出二氧化碳的關(guān)系：等質(zhì)量的碳酸鎂與酸反應(yīng)放出氣體質(zhì)量大于碳酸鈣，水垢中應(yīng)含有碳酸鎂，化學(xué)式為，理由是如果50g水垢全部為CaCO3，產(chǎn)生CO2的質(zhì)量應(yīng)為22g，而實(shí)驗(yàn)測得生成的CO2質(zhì)量為24g，大于了22g。