问题补充:
某校化学小组对热水壶底部水垢的主要成分进行了如下探究,请完成以下活动并回答相关问题.
【查阅资料】天然水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3-等离子,在加热条件下,这些离子趋于生成溶解度更小的物质--水垢(主要成分为碳酸盐和碱).有关物质的溶解性见下表(20℃):
阴离子
阳离子OH-CO32-HCO3-Ca2+微溶不溶可溶Mg2+不溶微溶可溶根据上述物质的溶解性,小组同学确定水垢的主要成分中一定含有______和______,可能含有Ca(OH)2和MgCO3.
【提出问题】水垢的主要成分中是否含有Ca(OH)2和MgCO3呢?
【实验方案1】确定水垢中是否含Ca(OH)
实验步骤实验现象结论在少量研碎的水垢中,加入适量的蒸馏水充分搅拌,过滤,在滤液里加入Na2CO3溶液.没有白色沉淀产生水垢中______.【实验方案2】确定水垢中是否含MgCO3
利用如图所示的实验装置,完成实验2探究.其主要实验步骤如下:
精确称量D、E装置总质量为600.0g,按上图组装后,将9.8g水垢试样放入锥形瓶中,加入足量稀盐酸溶液,待锥形瓶中不再产生气泡时,打开止水夹K,从导管a处缓缓鼓入空气,一段时间后称量装置D、E的总质量为604.4g(碱石灰主要成分为CaO和NaOH,不考虑稀盐酸的挥发性以及装置内空气、外界空气对实验的影响).
【实验讨论】
(1)加入药品前应______,反应结束后打开止水夹K,缓缓鼓入空气的目的是______.
(2)任写一个装置B中生成气体的化学反应方程式:______.
(3)装置?B中生成CO2的质量为______g.通过计算说明该水垢中______(填序号)含MgCO3.
A.一定???????? ?B.一定不?????????? C.可能????????? D.无法确定
【实验方案3】定量探究水垢中氢氧化镁的质量分数
另取质量为9.8g的水垢试样,加入7.3%稀盐酸与之恰好完全反应,测得消耗稀盐酸110g.结合以上数据和实验结论,计算水垢样品中氢氧化镁的质量分数(写出完整的计算过程,计算结果保留一位小数).
答案:
解:查阅资料:根据表格可以看出,碳酸钙和氢氧化镁是不溶于水的物质,故水垢中一定含有碳酸钙和氢氧化镁,故填:CaCO3,Mg(OH)2;
实验方案:在滤液里加入Na2CO3溶液,没有产生白色沉淀,说明不含有氢氧化钙,故填:不含Ca(OH)2;
实验讨论:(1)因为实验需要测定生成的二氧化碳的质量,需要保证装置不漏气,所以需要检查装置的气密性;反应结束后打开止水夹K,缓缓鼓入空气是为了将装置中的二氧化碳全部吸收,故填:检查装置的气密性,将残留在装置中的二氧化碳全部排入D、E装置中充分吸收;
(2)碳酸钙能与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,故填:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(3)反应前后D、E装置的质量差为:604.4g-600g=4.4g,设生成4.4g二氧化碳需要碳酸钙的质量为x
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100????????????????? 44
x??????????????????? 4.4g
??? x=10g,而水垢的质量为9.8g,故一定含有能生成二氧化碳的碳酸镁存在,
故填:4.4,A;
实验方案3:解:设用于产生二氧化碳的盐酸质量为x,氢氧化镁质量为y
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
?????? 73??????????? 44
??????x×7.3%????????4.4g
??? x=100g
Mg(OH)2+2HCl═MgCl2+2H2O
?58???????73
?y??????10g×7.3%
???? y=0.58g?
氢氧化镁的质量分数:×100%≈5.9%??
答:水垢样品中氢氧化镁的质量分数为5.9%.
解析分析:查阅资料:根据物质的水溶性进行分析;
实验方案:根据氢氧化钙能与可溶性碳酸盐反应生成沉淀进行分析;
实验讨论:要测定二氧化碳的质量,必须保证装置气密性良好;可以根据反应前后装置D、E的质量差确定生成的二氧化碳的质量,进而确定水垢中是否含有碳酸镁,计算出所用的盐酸的质量分数,从而计算求出是否含有氢氧化镁.
点评:本题考查了常见物质成分的推断,完成此题,可以依据物质的性质结合题干提供的信息进行.
某校化学小组对热水壶底部水垢的主要成分进行了如下探究 请完成以下活动并回答相关问题.【查阅资料】天然水中含有Ca2+ Mg2+ HCO3-等离子 在加热条件下 这些离