Question

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？

Answer 1

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%．
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．
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．