Question

【題目】小明拿起家中的水壺準備煮水時，發現壺內有些褐色的固體。為了探究其成分，與興趣小組同學查閱資料后獲知這些褐色的固體是水垢，它可能是因為水中含有Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2等可溶性物質在加熱時生成了CaCO3和Mg(OH)2。

（1）含有較多Ca(HCO3)2的水稱_____（填“硬水”或“軟水”），加熱時發生反應的化學方程式為__________。

（2）小明認為本市屬喀斯特地貌，以石灰巖為主，該水垢的成分只有CaCO3；但小白不同意，認為也可能只有Mg(OH)2，還可能______________。

（3）小明為了證明自己的猜想，設計如下實驗方案：

實驗操作	現 象	結 論
①取少量水垢于試管中，加入過量的_______。	觀察到現象_________， 反應的化學方程式__________。	水垢中有CaCO3
②向①反應后的試管中滴加2-3滴NaOH溶液	觀察到現象__________。	水垢中沒有Mg(OH)2， 我的猜想成立

（4）小白不認可小明的結論，認為他的實驗操作有缺陷，原因是_________________________。

Answer 1

【答案】 硬水 Ca(HCO3)2CaCO3↓+H2O+CO2↑ CaCO3和Mg(OH)2 稀鹽酸（或稀HNO3） 固體溶解（消失），有氣泡冒出 CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ 沒有沉淀（或無明顯變化） 小明實驗中鹽酸過量，所加NaOH太少，無法檢驗是否有鎂（Mg2+、MgCl2）

【解析】水壺內褐色的固體，可能是因為水中含有Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2等可溶性物質在加熱時生成了CaCO3和Mg(OH)2。（1）含有較多Ca(HCO3)2的水稱硬水，硬水是含有較多鈣離子，鎂離子的水；加熱時發生反應的化學方程式為Ca(HCO3)2CaCO3↓+H2O+CO2↑。

（2）小明認為該水垢的成分只有CaCO3；但小白不同意，認為也可能只有Mg(OH)2，還可能CaCO3和Mg(OH)2，由質量守恒定律可知。。（3）小明設計如下實驗方案：

實驗操作	現 象	結 論
①取少量水垢于試管中，加入過量的稀鹽酸（或稀HNO3）。	觀察到現象是固體溶解（消失），有氣泡冒出，反應的化學方程式是CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑。	水垢中有CaCO3
②向①反應后的試管中滴加2-3滴NaOH溶液	觀察到現象是沒有沉淀（或無明顯變化）。	水垢中沒有Mg(OH)2，氯化鎂與氫氧化鈉反應生成氫氧化鎂白色沉淀 我的猜想成立

（4）小白不認可小明的結論，認為他的實驗操作有缺陷，原因是小明實驗中鹽酸過量，所加NaOH太少，無法檢驗是否有鎂（Mg2+、MgCl2）。

點睛∶水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2。含有較多鈣離子，鎂離子的水，稱為硬水。碳酸氫鹽不穩定，加熱易分解。