Question

某校化学小组对热水壶底部水垢的主要成分进行了'如下探究，请完成以下活动并回答相关问题。

【查阅资料】

天然水中含有、、等离子，在加热条件下，这些离子趋于生成溶解度更小的物质――水垢（主要成分为碳酸盐和碱）。有关物质的溶解性见下表：

部分钙、镁化合物溶解性表（20℃）

阴离子 阳离子
	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（填化学式）。

【设计方案】

实验1：确定水垢中是否含Ca（OH）₂和CaCO₃。

实验步骤	实验现象	结论
在少量研碎的水垢中，加入适量的蒸馏水充分搅拌，过滤，在滤液里加入Na2CO3溶液	没有白色沉淀产生	_________________________

实验2：确定水垢是否含MgCO₃。

利用下列实验装置，完成实验2探究。其主要实验步骤如下：

称量D、E装置总质量为600.00g，按上图组装后，将2.50g水垢试样放入锥形瓶中，加入足量稀盐酸溶液，待锥形瓶中不再产生气泡时，打开止水夹K，从导管a处缓缓鼓入空气，一段时间后称量装置D、E的总质量为601.25g（碱石灰主要成分为CaO和NaOH，不考虑装置内空气对实验的影响）。

【实验讨论】

（1）加入样品前还应                       ，装置B中盛放稀盐酸的仪器名称为                ，装置C的作用是                                    ，反应结束后打开止水夹K，缓缓鼓入空气的目的是                                 ，装置A的作用是                             。A、B装置之间                设置干燥装置（填“要”、“不要”），其理由是                    。

（2）装置B中生成气体的化学反应方程式为                                      （只要求写一种），装置D中的化学反应方程式为                                                         。

（3）装置B中生成CO₂的质量为                      g。通过计算说明水垢中            含MgCO₃（填字母）。

A．一定               B．一定不            C．可能               D．无法确定

计算过程（已知物质相对分子质量CaCO₃：100，MgCO₃：84）：

实验3：确定水垢中是否含有Mg（OH）₂。

另取质量为2.50g水垢，加3.65％稀盐酸与之反应，测得消耗稀盐酸g。结合以上实验结论，判断当的值满足           条件时，水垢中一定含有Mg（OH）₂（请通过计算说明）。

Answer 1

【提出猜想】CaCO₃           Mg（OH）₂

实验1：一定含CaCO₃，一定不含Ca（OH）₂

【实验讨论】

（1）检查装置气密性         分液漏斗       干燥CO₂气体        使反应生成的CO₂气体被D、E装置完全吸收           除去空气中的CO₂气体            不要       未干燥的空气不影响装置B中的反应，且CO₂气体进入D装置前有气体干燥装置C

（2）；

（3）1.25             A            若2.5g水垢全部为CaCO₃，产生CO₂的质量应1.1g，而实验测得生成的CO₂质量为1.25g>1.1g，所以水垢中一定含有MgCO₃ ，

计算过程：

由实验2可知：2.5g水垢与盐酸反应能产生1.25g CO₂；

CO₂～2HCl

需消耗3.65％的盐酸质量为：73×1.25g／（44×3.65％）=56.8g

当实际消耗盐酸质量时，

说明水垢中含有除CaCO₃、MgCO₃外，还有能与盐酸反应的Mg（OH）₂。