小花和小红同学非常善于进行实验探究，他们发现长期使用的热水壶底部有一层水垢，小花想这层水垢的主要成分是什么？围绕这个问题，他们展开了探究，请你也参入到他们的学习

Question

小花和小红同学非常善于进行实验探究，他们发现长期使用的热水壶底部有一层水垢，小花想这层水垢的主要成分是什么？围绕这个问题，他们展开了探究，请你也参入到他们的学习过程，并协助完成相关任务。

【提出问题】热水壶底部水垢的主要成分是什么？

【查阅资料】通过查阅资料知道，天然水和水垢所含的物质及其溶解性如下表：

物质	Ca(HCO 3 ) 2	Mg(HCO 3 ) 2	Ca(0H) 2	Mg(0H) 2	CaCO 3	MgCO 3
溶解性	可溶	可溶	微溶	不溶	不溶	微溶

【提出猜想】通过分析，他们认为水垢的主要成分中一定含有Mg(0H) ₂ 和         

（写化学式，下同），可能含有Ca(OH) ₂ 和                   。

【设计方案，进行实验】

(1)小花在烧杯中放入少量研碎的水垢，加入适量蒸馏水充分搅拌，静置。取上层清液滴入Na ₂ CO ₃ 溶液，如果没有白色沉淀生成，说明水垢中不含有           

(填化学式)。

（2）欲证明水垢中含有碳酸盐的实验方法是                              

                                                                       。

 (3) 为了进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分，他们设计了下列实验装置。

I.小花和小红的主要实验步骤如下：

①按上图所示组装仪器，将50g水垢试样放入锥形瓶中，逐滴加入足量稀盐酸。

  ②待锥形瓶中不再产生气泡时，打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气。

  ③称量D瓶内物质增加的质量。

  ④重复②和③的操作，直至D瓶内物质的质量不变。

经过上述实验，他们测量滴加稀盐酸的体积与

D瓶内物质增加质量的关系如右图曲线所示。

 II. 小花和小红另取50g碳酸钙放入锥形瓶中，利用上述装置，重复I中①～④的操作，称量D瓶内物质增加的质量是22g.

【实验评价】

(1)A瓶中的NaOH溶液起到                                         作用。若A瓶中无NaOH溶液，D瓶中的质量将            (填“增大”、“不变”或“减小”)，D瓶中发生反应的化学方程式为                                            。C瓶中浓硫酸的作用是                                      。

（2）在实验I与II中，小花、小红运用了化学实验中的                 方法。

(3)一般情况下，两种不同金属形成的碳酸盐与足量盐酸反应时 ，若两种金属的化合价相同、两种盐的质量相同，则相对分子质量小者放出的气体多。分析实验I与II可知，水垢中一定含有                 (填化学式)，理由是                                        

                                                                       

                                                                        。

（4）以上实验               (填“能够”或“不能”) 检测出水垢中是否含有Mg(OH)2

Answer 1

【提出猜想】 CaC03 ；    MgCO3
【设计方案】（1）Ca(0H)2   （2）取少量水垢于试管中，向试管中加入稀盐酸，有气泡产生，把生成的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊。
【实验评价】（1）吸收空气中的二氧化碳； 增大；  2NaOH+CO2= Na2CO3+H2O；  除去二氧化碳气体中的水蒸气            （2）对比实验 （3）MgCO3；  50g碳酸钙与盐酸反应放出二氧化碳22g，而50g水垢与盐酸反应实际生成二氧化碳的质量是24g，大于22g，所以水垢中一定含有碳酸镁。            （4）不能