小明利用家里的现成条件,对家中所用自来水的软硬进行了探究:
【提出问题】
自来水属于软水还是硬水?硬水煮沸后硬度会有变化吗?
【查阅资料】
硬水中含有易溶于水的碳酸氢钙等物质.碳酸氢钙分解后生成难溶于水的碳酸钙、水和二氧化碳.
【实施探究】
(1)他将家中的水壶装满水后放在液化气灶上加热,很快就发现有气泡产生,他用手一摸水还是凉的,于是他断定不是水蒸气,那么这种气体可能是______.过一会儿他听到水壶发出一些嘶嘶啦啦的响声,壶嘴有少量水雾.他用冷玻璃杯罩在上面,又过一会儿杯内出现水珠,这是物理变化.再过一会儿水壶的响声变小了,他打开水壶发现水沸腾了,沸水中出现一些白色固体.他想这就是人们通常所说的水垢,而且他猜想里面一定含有______(填一种化学式),写出碳酸氢钙分解的化学方程式______.
(2)他用三只玻璃杯分别收集了一些水样:①号杯中收集的是壶嘴处冷凝的水;②号杯中装入一些煮沸过的凉开水;③号杯中取一些自来水.然后将肥皂水分别滴进杯中,用筷子搅拌,杯中泡沫多少的顺序是______(填序号).
【得出结论】
家中的自来水为______(填“硬”或“软”)水,烧开过的水硬度会______(填“升高”、“降低”或“无变化”).
【反思与评价】
经过此次探究活动,对你日常饮水有何启发?______.
【实验证明】
小明同学取一些水垢到实验室,他想通过实验证明水垢的成分为碳酸钙.他称取这些水垢10克放在试管中并加足量的稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水后,石灰水变浑浊.待水垢全部溶解不再产生气体时,他称量发现试管中所得的物质比反应前减少了2.2g.求水垢中所含碳酸钙的质量分数为多少?
【答案】分析:(1)结合日常生活中水中溶解的物质及水蒸气产生的温度分析解答.
根据硬水中含有易溶于水的碳酸氢钙等,碳酸氢钙分解后生成难溶于水的碳酸钙、水和二氧化碳等知识判断水垢的主要成份.根据反应物和生成物写出化学方程式.
(2)根据收集地方的不同来判断水中钙镁化合物的含量,确定水的软硬度.
自来水一般来自地下,流经岩石会生成可溶性的碳酸氢钙,从而可以判断水的软硬度;根据加热水可以使可溶性钙镁化合物转变为不溶性钙镁化合物分析.
根据该实验探究活动所提到的硬水在加热后硬度会降低的知识解答.
解答:解:(1)水刚开始加热,水的温度还没有得到汽化温度,不应该产生水蒸气,而自来水中会溶解一定量的氧气,
故答案为:氧气.
硬水中主要含有可溶性的碳酸氢钙等物质,而碳酸氢钙受热会分解成碳酸钙、水和二氧化碳,
故答案为:CaCO3,Ca(HCO3)2=CaCO3↓+H2O+CO2↑
(2)壶嘴处冷凝的水是水蒸气液化成的,煮沸过的凉开水中会含有少量的没有分解的碳酸氢钙,自来水中的钙镁化合物含量是比较高的,故答案为:①②③.
自来水中一般含有可溶性的碳酸氢钙等物质,加热后碳酸氢钙会分解而使其含量降低,故答案为:硬,降低.
根据常喝硬水会影响身体健康,而加热后水的硬度降低可知,答案为:不喝生水,自觉养成喝凉开水的习惯.
根据碳酸钙与盐酸反应会生成二氧化碳,而逸到空气中,使质量减小,可知减小的质量是二氧化碳的质量,根据方程式进行计算,可以求的纯净的碳酸钙的质量,与样品相比即可求之,
【实施探究】(1)氧气;CaCO3;Ca(HCO3)2═CaCO3↓+H2O+CO2↑(2)①②③.
【得出结论】硬;降低;
【反思与评价】不喝生水,自觉养成喝凉开水的习惯.
【实验证明】(3)解:反应产生二氧化碳质量为2.2g.
设水垢中所含碳酸钙的质量为X.
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 2.2g
100:44═x:2.2g
x═100×2.2g/44═5g 5g/10g×100%═50%
答:水垢中所含碳酸钙的质量分数为50%.
点评:本题主要从日常生活的角度对软水硬水进行了综合考查,综合性强.