Question

【題目】九年級(jí)化學(xué)課本上有一道習(xí)題： “熱水瓶膽內(nèi)壁常附著一層水垢（主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂） ……”化學(xué)學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲對(duì)水垢的來(lái)源、成分等開(kāi)展進(jìn)一步的探究活動(dòng)，請(qǐng)你參與：實(shí)驗(yàn)探究一區(qū)別軟水和硬水：小組同學(xué)分別取等體積的雨水和日常用水，分別滴入相同滴數(shù)的_____，振蕩，判斷該地區(qū)日常用水屬于硬水的現(xiàn)象是_____。

實(shí)驗(yàn)探究二 硬水為什么會(huì)產(chǎn)生水垢？

[查閱資料]

（1）自然界的碳酸鈣在有水和二氧化碳的侵蝕下，會(huì)生成可溶于水的碳酸氫鈣，硬水中含有大量的自由移動(dòng)的Ca2+、Mg2+、HCO3-離子。加熱后形成難溶物積聚在容器底部，形成水垢。

（2）加熱碳酸氫鎂會(huì)分解生成碳酸鎂，但是長(zhǎng)時(shí)間煮沸，碳酸鎂會(huì)與水發(fā)生反應(yīng)生成更難溶于水的氫氧化鎂。

[猜想與假設(shè)j

水垢中可能含有CaCO3、 Mg（OH）2， 還可能含有_____（填化學(xué)式）。

[實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證]取水垢研成粉末，各取少量于下面的A、C、D三支試管中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

步驟	方法	現(xiàn)象	初步結(jié)論
1		_____	水垢中含有碳酸鹽
2		C試管無(wú)現(xiàn)象，D試管液體變紅，冷卻后又褪為無(wú)色	水垢中含有_____

寫(xiě)出A試管發(fā)生的一個(gè)化學(xué)方程式：_____。

附加：（1）將水垢溶解在100g不同溫度的蒸餾水中，達(dá)到飽和，利用傳感器測(cè)定出溶液中的某幾種離子的濃度（單位體積的溶液中所含離子的數(shù)目）與溫度的變化關(guān)系如下圖：

推測(cè)表示曲線③的離子符號(hào)是_____。

（2）D試管上層液體加酚酞試液，先變紅后又褪色的原因，除了與氫氧化鎂的溶解度有關(guān)外，還有可能的原因是_____。

（3）我省南部山區(qū)的石灰?guī)r巖洞內(nèi)發(fā)生的變化，就與碳酸鈣和碳酸氫鈣的相互轉(zhuǎn)變有關(guān)，“世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是在不斷變化的”，請(qǐng)你再舉一種物質(zhì)， 簡(jiǎn)要說(shuō)明它在自然界的循環(huán)_____。

Answer 1

【答案】肥皂水 泡沫少，有浮渣 MgCO3 A試管中產(chǎn)生氣泡；B試管中澄清石灰水變渾濁 Mg(OH)2 OH- 氫氧化鎂與空氣中的二氧化碳反應(yīng) 植物光合作用吸收二氧化碳產(chǎn)生氧氣，而動(dòng)植物的呼吸和燃料燃燒消耗氧氣產(chǎn)生二氧化碳（答案合理即可）

【解析】

請(qǐng)你參與：實(shí)驗(yàn)探究一區(qū)別軟水和硬水：分別取等體積的雨水和日常用水，分別滴入相同滴數(shù)的肥皂水，振蕩，判斷該地區(qū)日常用水屬于硬水的現(xiàn)象是：泡沫少、易起浮渣；

猜想與假設(shè)：由資料可知，水垢中可能含有CaCO3、 Mg（OH）2， 還可能含有：MgCO3；

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：1、結(jié)論為水垢中含有碳酸鹽，碳酸鹽能與稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，故實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：A試管中產(chǎn)生氣泡；B試管中澄清石灰水變渾濁；

2、向兩只試管中加入少量水垢，向C試管中加入20℃蒸餾水，振蕩，向D試管中加入80℃蒸餾水，振蕩，后在上層清液中滴加酚酞，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：C試管無(wú)現(xiàn)象，D試管液體變紅，冷卻后又褪為無(wú)色，說(shuō)明水垢中含有氫氧化鎂，因?yàn)闅溲趸�鎂屬于難溶性物質(zhì)，常溫下溶解度很小，溫度升高，會(huì)有一部分氫氧化鎂溶于水，氫氧化鎂顯堿性，能使無(wú)色酚酞變紅，溫度降低，氫氧化鎂的溶解度變小，又褪為無(wú)色；

A試管中碳酸鈣可與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；

附加：（1）根據(jù)資料，加熱碳酸氫鎂會(huì)分解生成碳酸鎂，但是長(zhǎng)時(shí)間煮沸，碳酸鎂會(huì)與水發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鎂，故表示曲線③的離子符號(hào)是OH-；

（2）D試管上層液體加酚酞試液，先變紅后又褪色的原因，除了與氫氧化鎂的溶解度有關(guān)外，還有可能的原因是：氫氧化鎂與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成了碳酸鎂；

（3）如植物光合作用吸收二氧化碳產(chǎn)生氧氣，而動(dòng)植物的呼吸和燃料燃燒消耗氧氣產(chǎn)生二氧化碳等。