Question

鐘斌在燒開水時發(fā)現(xiàn)熱水壺底部有一層水垢，于是對水垢的主要成分進行了如下探究：
【查閱資料】天然水中含有鈣離子、鎂離子、碳酸氫根離子等，在加熱的條件下，這些離子趨于生成溶解度更小的物質(zhì)-水垢（主要成分為碳酸鹽和堿）．已知碳酸鈣和氫氧化鎂是難溶于水，氫氧化鈣和碳酸鎂是微溶于水，碳酸氫鈣和碳酸氫鎂是可溶于水．
【提出猜想】水垢中的成分一定含有

 

，可能含有氫氧化鈣和碳酸鎂
【方案設(shè)計】方案一：確定水垢中是否含有氫氧化鈣；方案二：確定水垢中是否含有碳酸鎂．
【實驗步驟】
（1）操作：在少量研碎的水垢中加入適量的蒸餾水充分攪拌、過濾，再往濾液中

 

現(xiàn)象：

 

結(jié)論：水垢中含有氫氧化鈣

（2）利用下圖實驗裝置完成方案二的探究，其主要實驗步驟如下：
Ⅰ．稱量裝置D、E裝置的總質(zhì)量為500g．
Ⅱ．按圖組裝后，將3g水垢樣品放入錐形瓶中，加入足量稀鹽酸至錐形瓶中不再產(chǎn)生氣泡，關(guān)閉分液漏斗活塞．
Ⅲ．打開止水夾K，從導(dǎo)管a處緩緩鼓入空氣，一段時間后稱量裝置D、E的總質(zhì)量為501.32g（堿石灰的主要成分為氧化鈣和氫氧化鈉，不考慮裝置內(nèi)空氣對實驗的影響）．
A、加入樣品前應(yīng)

 

，裝置A的作用是

 

，反應(yīng)結(jié)束后打開止水夾K，緩緩鼓入空氣的目的是

 

．
B、裝置D中反應(yīng)的化學方程式為

 

．
C、裝置B中生成二氧化碳的質(zhì)量為

 

g，水垢中

 

（填一定或一定不或可能）含有碳酸鎂．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,氣體的凈化（除雜）,堿的化學性質(zhì),鹽的化學性質(zhì),書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：【提出猜想】根據(jù)碳酸鈣和氫氧化鎂難溶于水進行解答；
【實驗步驟】（1）根據(jù)氫氧化鈣溶液顯堿性，能使酚酞試液變紅進行解答；
（2）A、根據(jù)空氣中含有二氧化碳，二氧化碳能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水；反應(yīng)結(jié)束后打開止水夾K，緩緩鼓入空氣的目的是 把B中的二氧化碳氣體全部通入DE中進行解答；
B、根據(jù)二氧化碳能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水進行解答；
C、根據(jù)DE裝置增加的質(zhì)量就是生成二氧化碳的質(zhì)量，利用二氧化碳的質(zhì)量求出碳酸鈣的質(zhì)量進行解答．

解答：解：【提出猜想】碳酸鈣和氫氧化鎂難溶于水，而在加熱的條件下，這些離子趨于生成溶解度更小的物質(zhì)-水垢，所以水垢中的成分一定含有碳酸鈣、氫氧化鎂；故填：碳酸鈣、氫氧化鎂；
【實驗步驟】（1）氫氧化鈣溶液顯堿性，能使酚酞試液變紅，所以操作：在少量研碎的水垢中加入適量的蒸餾水充分攪拌、過濾，再往濾液中滴加少量酚酞試液；現(xiàn)象：溶液變紅；結(jié)論：水垢中含有氫氧化鈣；故填：滴加少量酚酞試液；溶液變紅；
（2）A、通過產(chǎn)生的二氧化碳來確定碳酸鈣的存在，則必須保證裝置的氣密性良好，所以加入樣品前應(yīng)檢查裝置的氣密性；空氣中含有二氧化碳，二氧化碳能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水，所以裝置A的作用是除去空氣中的二氧化碳；反應(yīng)結(jié)束后打開止水夾K，緩緩鼓入空氣的目的是 把B中的二氧化碳氣體全部通入DE中，故填：檢查裝置的氣密性；除去空氣中的二氧化碳；把B中的二氧化碳氣體全部通入DE中；
B、氫氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，故填：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；
C、生成二氧化碳的質(zhì)量為：501.32g-500.00g=1.32g，設(shè)碳酸鈣的質(zhì)量為x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                  1.32g

100

x

=

44

1.32g

x=3g
水垢的質(zhì)量是3g，故一定不含有碳酸鎂．故填：1.32；一定不．

點評：既考查了實驗也考查了根據(jù)化學方程式的計算，培養(yǎng)了學生實驗分析能力和根據(jù)化學方程式計算能力及運用極值法解題的思想．