Question

某校化學(xué)小組對熱水壺底部水垢的主要成分進(jìn)行了如下探究，請完成以下活動，并回答相關(guān)問題．
[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(zhì)--水垢（主要成分為碳酸鹽和堿）．有關(guān)物質(zhì)的溶解性見下表：

部分鈣、鎂化合物溶解性表（20℃）
	OH-	CO32-	HCO3-
Ca2+	微溶	不溶	可溶
Mg2+	不溶	微溶	可溶

[提出猜想]水垢的主要成分中一定含有

 

（填化學(xué)式，下同）和

 

，可能含有Ca（OH）₂和MgCO₃．
[設(shè)計方案]實驗1：確定水垢中是否含Ca（OH）₂

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式
在少量研碎的水垢中加入適量的蒸餾水充分?jǐn)嚢瑁�過濾，在濾液中加入Na2CO3溶液．	有白色沉淀產(chǎn)生

實驗2：確定水垢中是否含MgCO₃
將2.50g水垢樣品放入錐形瓶中，加入足量的稀鹽酸，吸收生成的二氧化碳?xì)怏w1.25g，
請回答：
（1）寫出碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

；
（2）列式計算，如果水垢中沒有碳酸鎂，則碳酸鈣的質(zhì)量為多少？

 

（3）水垢中

 

含MgCO₃（填字母）．
A．一定  B．一定不  C．可能  D．無法確定，
理由是：

 

．

Answer 1

分析：首先運(yùn)用題中溶解性表分析得出提出猜想中的兩個空，然后運(yùn)用碳酸鹽的化學(xué)性質(zhì)解答實驗1和實驗2，最后用碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳這一化學(xué)反應(yīng)解答（1）（2）題，運(yùn)用極值法確定第（3）小題的答案．

解答：解：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：CaCO₃Mg（OH）₂
實驗1：確定水垢中是否含有氫氧化鈣，選用碳酸鈉．故選Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH
加入足量的稀鹽酸，碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)，故答案：（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（2）設(shè)碳酸鈣的質(zhì)量為x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                   1.25g

100

x

=

44

1.25g

，x=2.84g
答：水垢中如不含碳酸鎂，則碳酸鈣的質(zhì)量為2.84g．
（3）水垢中一定含MgCO₃，故選A
因為理論計算CaCO₃的質(zhì)量為2.84g，大于2.5g，所以，水垢中一定含有MgCO₃．或若2.5g水垢全部為CaCO₃，產(chǎn)生CO₂的質(zhì)量應(yīng)為1.1g，而實驗測得生成的CO₂質(zhì)量為1.25g＞1.1g，所以，水垢中一定含有MgCO₃．（其它答案合理即可）

點(diǎn)評：即考查了實驗也考查了根據(jù)化學(xué)方程式的計算，培養(yǎng)了學(xué)生實驗分析能力和根據(jù)化學(xué)方程式計算能力及運(yùn)用極值法解題的思想．