Question

請你參與某學習小組進行研究性學習的過程，并協助完成相關任務：
【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Ca^2＋、Mg^2＋、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、堿等的混合物），水垢中一定含有Mg(OH)₂和CaCO₃。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】水垢的主要成分除一定含有Mg(OH)₂和CaCO₃之外，還可能含有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.儀器D、E的名稱分別是         、          ；若要檢查盛放濃硫酸的洗氣瓶雙孔塞上導氣管與橡皮塞接觸的地方（即上圖裝置中C處）是否漏氣，應在裝藥品
之    （填“前”或“后”）檢查，請寫出檢查C處是否漏氣的方法：                 。
b.步驟①所加的酸溶液是                 ；請寫出水垢中難溶性物質與酸反應的化學方程式：                、                     ；
c.裝置Ⅱ的作用是                                   ；
從導管A處緩緩鼓入一定量的空氣時，裝置Ⅰ的作用是______________。
d.研究性小組的同學通過簡單計算，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】MgCO₃；
【設計方案】
（1）Na₂CO₃溶液；
（2）a.分液漏斗；錐形瓶；前；在C處導氣管周圍滴少量水，關閉B活塞和分液漏斗的活塞，將干燥管左邊橡皮管用彈簧夾夾緊，用熱毛巾捂錐形瓶，若C處有氣泡冒出，說明C處漏氣，若C處沒有氣泡冒出，說明C處不漏氣；
b.稀鹽酸；Mg(OH)₂+2HCl===MgCl₂+2H₂O、CaCO₃+2HCl===CaCl₂+CO₂↑+2H₂O；
c.吸收CO₂中的水；除去空氣中的CO₂；
d.如果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質量為24g，大于了22g，故一定含有50g固體與足量的稀鹽酸反應生成的CO₂質量大于22g的MgCO₃；
【實驗結論】Mg(OH)₂、CaCO₃、MgCO₃。

解析