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,
题型:不详难度:来源:
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) 2
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 利用下列实验装置,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】 ⑴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 。 ⑵任写一个装置B中生成气体的化学反应方程式: 。 ⑶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110 g。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
CaCO3和Mg(OH)2 (两个都对得1分) 不含Ca(OH)2 (1)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)CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑或MgCO3+2HCl = MgCl2+H2O+CO2↑ (3)4.4g A;氢氧化镁的质量分数为5.9% |
解析
试题分析:根据溶解性氢氧化钙和碳酸镁属于微溶,水垢中可能含有,碳酸钙、氢氧化镁属于难溶,所以水垢中的主要成分为氢氧化镁和碳酸钙;加入碳酸钠没有白色沉淀生成说明没有钙离子,说明没有氢氧化钙;⑴加入药品前应先检查装置的气密性,鼓入空气的作用是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)B装置有两个反应,为CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑或MgCO3+2HCl = MgCl2+H2O+CO2↑;(3)生成二氧化碳的总质量就是D、E装置总质量的前后质量之差,为,如果是纯的碳酸钙和足量的酸反应生成4.4g二氧化碳则需10g,题目中是9.8g,说明还混有碳酸镁。 【实验方案3】解:设用于产生二氧化碳的盐酸质量为,氢氧化镁质量为 2HCl ~ CO2 Mg(OH) 2+ 2HCl==MgCl2 + 2H2O 73 44 58 73 ×7.3% 4.4g 10g×7.3% ,,解得 =100g =0.58g 氢氧化镁的质量分数= 0.58g/9.8g×100%≈5.9% 答:水垢样品中氢氧化镁的质量分数为5.9% 点评:本题较为综合,是集实验探究和化学方程式计算于一体的题目,题目较为冗长,属于较难的题目,在中考中常作为压轴题出现。 |
举一反三
甲醇(CH3OH)是一种有毒、有酒精气味可燃性液体。甲醇在氧气中完全燃烧反应表示为:2 CH3OH+nO2=mCO2+pH2O(其中n、m、p表示化学计量数),若反应生成3.6g水。试计算: (1)m值是 ; (2)参加反应的氧气的质量是多少克?(请写出规范的计算步骤) |
过氧化钠(化学式为Na2O2)是一种淡黄色的固体物质,它能与水发生化学反应,其反应的化学方程式是2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,现将一定质量的过氧化钠加入到盛有175.2g氢氧化钠溶液的烧杯中,反应完毕后称得溶液的质量比反应前过氧化钠和水的总质量减少了6.4g,所得溶液中溶质的质量分数为20%,试计算: (1)反应生成氧气的质量是 g。 (2)烧杯中的氢氧化钠溶液中溶质的质量分数。 |
未成年人和老年人是需要补钙的主要人群,目前市面上有许多补钙的钙片出售,如右图是盖中盖高钙片的部分说明,某课外兴趣小组欲检验说明的真伪,进行了入下的实验:
盖中盖高钙片 【主要原料】碳酸钙、维生素D 【功效成分】每片含:钙500mg、维生素D100IU 【用法用量】每日1片,嚼食。 【适宜人群】需要补钙者。 【注意事项】 1、本品不能代替药物。 2、不宜超过推荐量或与同类营养素补充剂同时食用。 【规格】2.5g×36片
| ①取1片片剂研碎 ②将其加入足量稀盐酸中 ③完全反应后收集到0.55g二氧化碳 试分析: (1)青少年成长需要充足的钙。这里描述的“钙”是指_____(填“原子”或“元素”);未成年人缺钙会得 (填序号)。 A.坏血症 B.贫血 C.佝偻病 D.甲状腺肿大 (2)通过计算判断此钙片中钙含量与标注是否属实。(假定钙片中其他成份不与盐酸反应,1g=1000mg) |
某厂生产的纯碱中含有少量氯化钠.取12g该样品于烧杯中,并滴加稀盐酸至73g时,气泡不再冒出,此时称得烧杯内溶液的总质量为80.6g.请计算: (1)产生二氧化碳气体的质量是多少? (2)样品中碳酸钠的质量; (3)所得溶液中溶质的质量分数是多少(结果保留整数) |
称取镁和铜的混合物10g于烧杯中,然后取某稀硫酸100g,平均分成4次加入其中,充分反应后实验数据如下表所示:
| 第1次
| 第2次
| 第3次
| 第4次
| 加入稀硫酸的质量/g
| 25
| 25
| 25
| 25
| 生成氢气的总质量/g
| 0.15
| x
| 0.4
| 0.4
| x = _____________; 上表中从第__________次起,硫酸过量; 求所用稀硫酸的溶质的质量分数。 |
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