题目内容
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Ca2+、Mg2+、HCO3－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（20℃）：
根据上述物质的溶解性，小组同学确定水垢的主要成分中一定含有 和 ，可能含有Ca(OH)2和MgCO3。
【提出问题】水垢的主要成分中是否含有Ca(OH)2和MgCO3呢？
【实验方案1】确定水垢中是否含Ca(OH) 2
【实验方案2】确定水垢中是否含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：
精确称量D、E装置总质量为600.0g，按上图组装后，将9.8g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604.4g（碱石灰主要成分为CaO和NaOH，不考虑稀盐酸的挥发性以及装置内空气、外界空气对实验的影响）。
【实验讨论】
⑴加入药品前应 ，反应结束后打开止水夹K，缓缓鼓入空气的目的是 。
⑵任写一个装置B中生成气体的化学反应方程式： 。
⑶装置 B中生成CO2的质量为 g。通过计算说明该水垢中 （填序号）含MgCO3。
A．一定 B．一定不 C．可能 D．无法确定
【实验方案3】定量探究水垢中氢氧化镁的质量分数
另取质量为9.8g的水垢试样，加入7.3%稀盐酸与之恰好完全反应，测得消耗稀盐酸110 g。结合以上数据和实验结论，计算水垢样品中氢氧化镁的质量分数（写出完整的计算过程，计算结果保留一位小数）。
【查阅资料】天然水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3－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（20℃）：
| 阴离子 阳离子 | OH- | CO32- | HCO3- |
| Ca2+ | 微溶 | 不溶 | 可溶 |
| Mg2+ | 不溶 | 微溶 | 可溶 |
【提出问题】水垢的主要成分中是否含有Ca(OH)2和MgCO3呢？
【实验方案1】确定水垢中是否含Ca(OH) 2
| 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 | 水垢中 。 |
利用下列实验装置，完成实验2探究。其主要实验步骤如下：
精确称量D、E装置总质量为600.0g，按上图组装后，将9.8g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604.4g（碱石灰主要成分为CaO和NaOH，不考虑稀盐酸的挥发性以及装置内空气、外界空气对实验的影响）。
【实验讨论】
⑴加入药品前应 ，反应结束后打开止水夹K，缓缓鼓入空气的目的是 。
⑵任写一个装置B中生成气体的化学反应方程式： 。
⑶装置 B中生成CO2的质量为 g。通过计算说明该水垢中 （填序号）含MgCO3。
A．一定 B．一定不 C．可能 D．无法确定
【实验方案3】定量探究水垢中氢氧化镁的质量分数
另取质量为9.8g的水垢试样，加入7.3%稀盐酸与之恰好完全反应，测得消耗稀盐酸110 g。结合以上数据和实验结论，计算水垢样品中氢氧化镁的质量分数（写出完整的计算过程，计算结果保留一位小数）。
CaCO3和Mg(OH)2 (两个都对得1分) 不含Ca(OH)2 （1）检查装置的气密性 将残留在装置中的二氧化碳全部排入D、E装置中充分吸收 （2）CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑或MgCO3+2HCl = MgCl2+H2O+CO2↑ （3）4.4g A；氢氧化镁的质量分数为5.9%
试题分析：根据溶解性氢氧化钙和碳酸镁属于微溶，水垢中可能含有，碳酸钙、氢氧化镁属于难溶，所以水垢中的主要成分为氢氧化镁和碳酸钙；加入碳酸钠没有白色沉淀生成说明没有钙离子，说明没有氢氧化钙；⑴加入药品前应先检查装置的气密性，鼓入空气的作用是将残留在装置中的二氧化碳全部排入D、E装置中充分吸收；（2）B装置有两个反应，为CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑或MgCO3+2HCl = MgCl2+H2O+CO2↑；（3）生成二氧化碳的总质量就是D、E装置总质量的前后质量之差，为
，如果是纯的碳酸钙和足量的酸反应生成4.4g二氧化碳则需10g，题目中是9.8g，说明还混有碳酸镁。【实验方案3】解：设用于产生二氧化碳的盐酸质量为
，氢氧化镁质量为
2HCl ～ CO2 Mg(OH) 2+ 2HCl==MgCl2 + 2H2O
73 44 58 73
×7.3% 4.4g 10g×7.3%
，
，解得 
=100g =0.58g 氢氧化镁的质量分数= 0.58g/9.8g×100%≈5.9%
答：水垢样品中氢氧化镁的质量分数为5.9%
点评：本题较为综合，是集实验探究和化学方程式计算于一体的题目，题目较为冗长，属于较难的题目，在中考中常作为压轴题出现。
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2H2↑+O2↑），常在水中加入硫酸来增强溶液的导电性，但硫酸本身不发生化学反应。现将溶质的质量分数为10%的稀硫酸90.0 g通电一段时间后停止反应，测得生成氧气为8.0 g，计算：