Question

請你參與某學習小組研究性學習的過程，并協助完成相關任務。
【研究課題】探究水壺內部水垢的主要成分
【查閱資料】通過查閱資料知道，天然水和水垢所含的物質及其溶解性如下表：

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，靜置。取上層清液滴入Na₂CO₃溶液，如果沒有白色沉淀，說明水垢中無            (填化學式)。
（2）乙同學設計了下列實驗裝置，進一步確定水垢中含有碳酸鹽的成分。

其主要實驗步驟如下：
①按圖組裝儀器，將50g水垢試樣放入錐形瓶中，逐滴加入足量稀鹽酸。若D瓶增重22g，則水垢全部是CaCO₃。
②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；
③稱量D瓶內物質增加的質量；
④重復②和③的操作，直至D瓶內物質質量不變。
測量滴加稀鹽酸體積與D瓶內物質增加質量的關系如 右圖曲線所示；

【評價】
（1）A瓶中的NaOH溶液起到                 作用。若A瓶中無 NaOH 溶液，D瓶中的質量將          （填“增大”、“不變”或“減小”）。
（2）一般情況下，兩種不同金屬形成的碳酸鹽與足量鹽酸反應時，若兩金屬的化合價相同、兩種鹽的質量相同，則相對分子質量小者放出的氣體多。分析曲線圖可知：水垢中一定含有               
（化學式），理由是                                      。

Answer 1

【提出猜想】CaCO₃      MgCO₃
【設計方案】⑴ Ca(OH)₂
【評價】⑴吸收CO₂      增大  （2）MgCO₃     實際生成CO₂的質量是24g，大于22g

試題分析：【提出猜想】水垢為固體，所以水垢的主要成分應該是不溶的或是微溶的物質，結合題給的“查閱資料”部分可知，不溶的是Mg(OH)₂和CaCO₃，可溶的是Ca(OH)₂和MgCO₃。
【設計方案】（1）結合猜想分析，向上層清夜中加入碳酸鈉時，如果存在著氫氧化鈣，就會產生沉淀，但是實驗結果是沒有沉淀產生，所以可判斷水垢中沒有氫氧化鈣。
【評價】（1）由于空氣中含有二氧化碳，所以在通入空氣時，要把空氣中的二氧化碳除去，如果不除去空氣中的二氧化碳，則會導致D裝置中的氫氧化鈉多吸收了二氧化碳，所以會導致D瓶的質量增加。
（2）根據題給條件可知，如果全部是碳酸鈣則生成22g氣體，而題目中生成了24g二氧化碳，再根據“兩種不同金屬形成的碳酸鹽與足量鹽酸反應時，若兩金屬的化合價相同、兩種鹽的質量相同，則相對分子質量小者放出的氣體多”，根據Mr（MgCO₃）=84小于Mr（CaCO₃）=100，則可以判斷在水垢中還含有碳酸鎂。₃^2-檢驗方法），實驗探究物質的組成成分以及含量，堿的化學性質，碳酸鈉、碳酸氫鈉與碳酸鈣，酸堿鹽的溶解性，常見離子的檢驗方法及現象
點評：對于驗證型實驗探究，要熟記物質的性質或變化規律，根據給出的實驗設計方案，進行實驗、分析和探究，并通過觀察、記錄和分析的實驗現象，來驗證該物質的性質或變化規律等。