家中烧水壶长时间使用后,内壁会“长出”一层厚厚的水垢。化学兴趣小组对水壶中水垢的成分进行了...

家中烧水壶长时间使用后,内壁会“长出”一层厚厚的水垢。化学兴趣小组对水壶中水垢的成分进行了探究,请你参与其中并回答问题。

[提出问题]水垢的成分有哪些?

[查阅资料]硬水中溶有较多的可溶性碳酸氢钙[ Ca( HCO3)2]、碳酸氢镁[ Mg( HCO3)2],碳酸氢钙和碳酸氢镁在沸腾的水中会分解生成不溶于水的碳酸钙和氢氧化镁或微溶于水的碳酸镁沉淀下来,这样就形成了水垢。

[猜想与假设]

猜想①:碳酸钙、碳酸镁

猜想②:碳酸钙、氢氧化镁

猜想③:____________________________________________。

[设计实验](温馨提示:假设水垢中没有其他成分,所有的反应物均反应完全)

[反思与评价]

(1)方案1比方案2数据大的原因是________________________________，因此方案1不严谨。

(2)向水垢样品中滴加稀盐酸时发生的中和反应的化学方程式为____________________________。

[拓展延伸]除垢灵的主要成分是稀盐酸,不用稀硫酸的原因是____________________________。

九年级化学科学探究题困难题查看答案及解析

水壶长时间使用后壶底会有白色固体附着，俗称水垢，某化学兴趣小组的同学设计实验研究水垢的成分，请你和他们一起探究。

[查阅资料]硬水中含有较多的可溶性的钙镁化合物，如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2。它受热易分解，生成难溶性的化合物、气体等物质，造成水垢。

[提出问题]水垢的中含有碳酸钙吗?

[实验设计]小组同学设计了如图所示的实验装置，充分反应至不再有气泡产生为止，观察到A处试管中有白色固体残留，B处浓硫酸的质量增大，C处澄清石灰水变浑浊。装置中氢氧化钠溶液的作用是_____。

(1)小明同学认为一定有CO2、_____(填化学式)生成。小红从反应物的元素的组成分析，认为气体还可能有氧气或氢气，请你用设计一个简单实验帮助她判断_____。

(2)小明认为该白色固体是碳酸钙，请你帮他完成实验探究，填写下表:

[小结]水垢的中含有碳酸钙。

[实验反思]小明同学查阅资料得知硬水中的另一种可溶性物质碳酸氢镁的性质和碳酸氢钙相似,也会发生上述反应，请写出碳酸氢镁受热分解的反应方程式____。

(3)小明取50g水垢与稀盐酸反应，得出了图中的数据，通过计算可知：水垢中一定含有(填化学式)_____，理由是_____。

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水壶长时间使用后壶底会有白色固体附着，俗称水垢，某化学兴趣小组的同学设计实验研究水垢的成分，请你和他们一起探究。

[查阅资料]硬水中含有较多的可溶性的钙镁化合物，如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2。它受热易分解，生成难溶性的化合物、气体等物质，造成水垢。

[提出问题]水垢的中含有碳酸钙吗?

[实验设计]小组同学设计了如图所示的实验装置，充分反应至不再有气泡产生为止，观察到A处试管中有白色固体残留，B处浓硫酸的质量增大，C处澄清石灰水变浑浊。装置中氢氧化钠溶液的作用是_____。

(1)小明同学认为一定有CO2、_____(填化学式)生成。小红从反应物的元素的组成分析，认为气体还可能有氧气或氢气，请你用设计一个简单实验帮助她判断_____。

(2)小明认为该白色固体是碳酸钙，请你帮他完成实验探究，填写下表:

[小结]水垢的中含有碳酸钙。

[实验反思]小明同学查阅资料得知硬水中的另一种可溶性物质碳酸氢镁的性质和碳酸氢钙相似,也会发生上述反应，请写出碳酸氢镁受热分解的反应方程式____。

(3)小明取50g水垢与稀盐酸反应，得出了图中的数据，通过计算可知：水垢中一定含有(填化学式)_____，理由是_____。

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（2012·广安）使用久了的热水壶内常有水垢，为了除去水垢，某兴趣小组的同学从超市购来“除垢剂”，除水垢时，有大量气泡产生。该组同学欲对“除垢剂”的成分进行探究：

【提出猜想】“除垢剂”的成分中含有酸。

【查阅资料】水垢的主要成分是Mg(OH)₂和CaCO₃ 。

【设计实验】

（1）甲同学取“除垢剂”少许，滴几滴无色酚酞试液，溶液为无色，则得出结论：“除垢剂”的成分中含有酸。

乙同学认为：据此还不能得出这样的结论，理由是________。

（2）乙同学从家中找来两种物质继续做了如下两个实验：

（3）同学们想试制一瓶“除垢剂”，甲同学认为选用稀硫酸作“除垢剂”合适，乙同学认为不妥，其理由是________。

【反思】热水壶内的水垢还可以用厨房中的________来除去。

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化学小组对热水壶底部水垢的主要成分进行了如下探究，请回答问题。

【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。

【提出猜想】水垢的主要成分中一定含有______和_________(填化学式)，可能含有Ca(OH)2和MgCO3。

【设计方案】 实验１：确定水垢中是否含Ca(OH)2和CaCO3

实验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：

称量D、E装置总质量为600.00g，按上图组装后，将2.50g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601.25g(碱石灰主要成分为CaO和NaOH，不考虑装置内空气对实验的影响)。

【实验讨论】（1）加入样品前应_______________________________。

（2）反应结束后打开止水夹K，缓缓鼓入空气的目的是_______________________，装置A的作用是________________________________ 。

（3）A、B装置之间_____设置干燥装置(填：“要”或“不要”)，理由是_____________。

（4）装置B中生成CO2的质量为______g。通过计算说明水垢中_____含MgCO3(填字母)。

A. 一定　　 B. 一定不　　 C. 可能　　 D. 无法确定

实验3：确定水垢中是否含有Mg(OH)2

（5）另取质量为2.50g的水垢，加入3.65%的稀盐酸与之反应，测得消耗稀盐酸w g。结合以上实验结论，判断w的值满足________________条件时，水垢中一定含有Mg(OH)2。

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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℃）：

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）。

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