Question

小明利用家里的現成條件，對家中所用自來水的軟硬進行了探究：
【提出問題】
自來水屬于軟水還是硬水？硬水煮沸后硬度會有變化嗎？
【查閱資料】
硬水中含有易溶于水的碳酸氫鈣等物質．碳酸氫鈣分解后生成難溶于水的碳酸鈣、水和二氧化碳．
【實施探究】
（1）他將家中的水壺裝滿水后放在液化氣灶上加熱，很快就發現有氣泡產生，他用手一摸水還是涼的，于是他斷定不是水蒸氣，那么這種氣體可能是______．過一會兒他聽到水壺發出一些嘶嘶啦啦的響聲，壺嘴有少量水霧．他用冷玻璃杯罩在上面，又過一會兒杯內出現水珠，這是物理變化．再過一會兒水壺的響聲變小了，他打開水壺發現水沸騰了，沸水中出現一些白色固體．他想這就是人們通常所說的水垢，而且他猜想里面一定含有______（填一種化學式），寫出碳酸氫鈣分解的化學方程式______．
（2）他用三只玻璃杯分別收集了一些水樣：①號杯中收集的是壺嘴處冷凝的水；②號杯中裝入一些煮沸過的涼開水；③號杯中取一些自來水．然后將肥皂水分別滴進杯中，用筷子攪拌，杯中泡沫多少的順序是______（填序號）．
【得出結論】
家中的自來水為______（填“硬”或“軟”）水，燒開過的水硬度會______（填“升高”、“降低”或“無變化”）．
【反思與評價】
經過此次探究活動，對你日常飲水有何啟發？______．
【實驗證明】
小明同學取一些水垢到實驗室，他想通過實驗證明水垢的成分為碳酸鈣．他稱取這些水垢10克放在試管中并加足量的稀鹽酸，將產生的氣體通入澄清石灰水后，石灰水變渾濁．待水垢全部溶解不再產生氣體時，他稱量發現試管中所得的物質比反應前減少了2.2g．求水垢中所含碳酸鈣的質量分數為多少？

Answer 1

解：（1）水剛開始加熱，水的溫度還沒有得到汽化溫度，不應該產生水蒸氣，而自來水中會溶解一定量的氧氣，
故答案為：氧氣．
硬水中主要含有可溶性的碳酸氫鈣等物質，而碳酸氫鈣受熱會分解成碳酸鈣、水和二氧化碳，
故答案為：CaCO₃，Ca（HCO₃）₂=CaCO₃↓+H₂O+CO₂↑
（2）壺嘴處冷凝的水是水蒸氣液化成的，煮沸過的涼開水中會含有少量的沒有分解的碳酸氫鈣，自來水中的鈣鎂化合物含量是比較高的，故答案為：①②③．
自來水中一般含有可溶性的碳酸氫鈣等物質，加熱后碳酸氫鈣會分解而使其含量降低，故答案為：硬，降低．
根據常喝硬水會影響身體健康，而加熱后水的硬度降低可知，答案為：不喝生水，自覺養成喝涼開水的習慣．
根據碳酸鈣與鹽酸反應會生成二氧化碳，而逸到空氣中，使質量減小，可知減小的質量是二氧化碳的質量，根據方程式進行計算，可以求的純凈的碳酸鈣的質量，與樣品相比即可求之，
【實施探究】（1）氧氣；CaCO₃；Ca（HCO₃）₂═CaCO₃↓+H₂O+CO₂↑（2）①②③．
【得出結論】硬；降低；
【反思與評價】不喝生水，自覺養成喝涼開水的習慣．
【實驗證明】（3）解：反應產生二氧化碳質量為2.2g．
設水垢中所含碳酸鈣的質量為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：水垢中所含碳酸鈣的質量分數為50%．
分析：（1）結合日常生活中水中溶解的物質及水蒸氣產生的溫度分析解答．
根據硬水中含有易溶于水的碳酸氫鈣等，碳酸氫鈣分解后生成難溶于水的碳酸鈣、水和二氧化碳等知識判斷水垢的主要成份．根據反應物和生成物寫出化學方程式．
（2）根據收集地方的不同來判斷水中鈣鎂化合物的含量，確定水的軟硬度．
自來水一般來自地下，流經巖石會生成可溶性的碳酸氫鈣，從而可以判斷水的軟硬度；根據加熱水可以使可溶性鈣鎂化合物轉變為不溶性鈣鎂化合物分析．
根據該實驗探究活動所提到的硬水在加熱后硬度會降低的知識解答．
點評：本題主要從日常生活的角度對軟水硬水進行了綜合考查，綜合性強．