Question

某校化學小組對熱水壺底部水垢的主要成分進行了'如下探究，請完成以下活動并回答相關問題。

【查閱資料】

天然水中含有、、等離子，在加熱條件下，這些離子趨于生成溶解度更小的物質――水垢（主要成分為碳酸鹽和堿）。有關物質的溶解性見下表：

部分鈣、鎂化合物溶解性表（20℃）

陰離子 陽離子
	微溶	不溶	可溶
	不溶	微溶	可溶

【提出猜想】

水垢的主要成分中一定含有         和         ，可能含有Ca（OH）₂和MgCO₃（填化學式）。

【設計方案】

實驗1：確定水垢中是否含Ca（OH）₂和CaCO₃。

實驗步驟	實驗現象	結論
在少量研碎的水垢中，加入適量的蒸餾水充分攪拌，過濾，在濾液里加入Na2CO3溶液	沒有白色沉淀產生	_________________________

實驗2：確定水垢是否含MgCO₃。

利用下列實驗裝置，完成實驗2探究。其主要實驗步驟如下：

稱量D、E裝置總質量為600.00g，按上圖組裝后，將2.50g水垢試樣放入錐形瓶中，加入足量稀鹽酸溶液，待錐形瓶中不再產生氣泡時，打開止水夾K，從導管a處緩緩鼓入空氣，一段時間后稱量裝置D、E的總質量為601.25g（堿石灰主要成分為CaO和NaOH，不考慮裝置內空氣對實驗的影響）。

【實驗討論】

（1）加入樣品前還應                       ，裝置B中盛放稀鹽酸的儀器名稱為                ，裝置C的作用是                                    ，反應結束后打開止水夾K，緩緩鼓入空氣的目的是                                 ，裝置A的作用是                             。A、B裝置之間                設置干燥裝置（填“要”、“不要”），其理由是                    。

（2）裝置B中生成氣體的化學反應方程式為                                      （只要求寫一種），裝置D中的化學反應方程式為                                                         。

（3）裝置B中生成CO₂的質量為                      g。通過計算說明水垢中            含MgCO₃（填字母）。

A．一定               B．一定不            C．可能               D．無法確定

計算過程（已知物質相對分子質量CaCO₃：100，MgCO₃：84）：

實驗3：確定水垢中是否含有Mg（OH）₂。

另取質量為2.50g水垢，加3.65％稀鹽酸與之反應，測得消耗稀鹽酸g。結合以上實驗結論，判斷當的值滿足           條件時，水垢中一定含有Mg（OH）₂（請通過計算說明）。

Answer 1

【提出猜想】CaCO₃           Mg（OH）₂

實驗1：一定含CaCO₃，一定不含Ca（OH）₂

【實驗討論】

（1）檢查裝置氣密性         分液漏斗       干燥CO₂氣體        使反應生成的CO₂氣體被D、E裝置完全吸收           除去空氣中的CO₂氣體            不要       未干燥的空氣不影響裝置B中的反應，且CO₂氣體進入D裝置前有氣體干燥裝置C

（2）；

（3）1.25             A            若2.5g水垢全部為CaCO₃，產生CO₂的質量應1.1g，而實驗測得生成的CO₂質量為1.25g>1.1g，所以水垢中一定含有MgCO₃ ，

計算過程：

由實驗2可知：2.5g水垢與鹽酸反應能產生1.25g CO₂；

CO₂～2HCl

需消耗3.65％的鹽酸質量為：73×1.25g／（44×3.65％）=56.8g

當實際消耗鹽酸質量時，

說明水垢中含有除CaCO₃、MgCO₃外，還有能與鹽酸反應的Mg（OH）₂。