Question

【研究課題】：探究熱水壺底部水垢的主要成分

【查閱資料】：該小組同學通過查閱資料知道，天然水中一般都含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等離子，在加熱時，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、堿的混合物）。同時，他們還查閱到下列有關物質的溶解性：

物質	Ca（HCO3）2	Mg（HCO3）2	Ca（OH）2	Mg（OH）2	CaCO3	MgCO3
溶解性	可溶	可溶	微溶	不溶	不溶	微溶

【提出猜想】：水垢的主要成分一定含有Mg（OH）₂和      ，可能含有Ca（OH）₂和    。

【設計方案】：

（1）甲同學在燒杯中放入少量研碎的水垢，加入適量蒸餾水充分攪拌，取上層清液加入    ，沒有白色沉淀，說明水垢中無Ca（OH）₂；

（2）乙同學設計下列實驗裝置，進一步確定水垢中含有碳酸鹽的成分，步驟如下：

①按圖組裝儀器，將50g水垢試樣放入錐形瓶中，加入足量某酸溶液；

②測量一定時間內干燥管內物質增加的質量（見下列曲線）；

③待錐形瓶中不再產生氣泡時，打開活塞B，從導管A處緩緩鼓入一定量的空氣；

④再次稱量干燥管內物質增加的質量；

⑤重復③和④的操作，直至干燥管內物質質量不變。

a．步驟①所加的酸溶液是                  ；

b．裝置Ⅱ的作用是                         ；從導管A處緩緩鼓人一定量的空氣時，裝置I的作用是                           ；

c．研究性小組的同學經過簡單計算，認為水垢中一定含有MgCO₃，理由是           。

【實驗結論】通過上述探究可知：水垢的主要成分有                               。

Answer 1

【提出猜想】CaCO₃    MgCO₃

【設計方案】（1）Na₂CO₃溶液

（2）a．稀鹽酸 b．吸收CO₂中的水蒸氣除去空氣中的CO₂  c．即使50g水垢全部為CaCO₃，產生CO₂的質量應為22g，而實驗測得生成的CO₂的質量為24g>22g

【實驗結論】  Mg（OH）₂   CaCO₃   MgCO₃