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

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

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的两种物质是，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．	___	水垢中无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：

按如图组装后，将9.8g水垢试样放入锥形瓶中，打开止水夹K，从导管a处缓缓鼓入空气，一段时间后精确称量D、E装置总质量为600.0g关闭止水夹K，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处再次缓缓鼓入空气，一段时间后称量装置D、E的总质量为604.4g（注意：碱石灰主要成分为CaO和NaOH的混合物）．
【实验讨论】
（1）加入药品前应；待锥形瓶中不再产生气泡时，打开止水夹K，缓缓鼓入空气的目的是．
（2）C装置的作用是：___．
（3）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110g．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（写出计算过程，结果保留1位小数）．
【反思】缺少F装置会使所测水垢样品中氢氧化镁的质量分数___（填写“偏大”或“偏小”或“不变”）．

Answer 1

【实验方案1】由于碳酸钠与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和氢氧化钠，所以，实验的现象是无白色沉淀生成；
【实验方案2】（1）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，反应结束后打开止水夹K，缓缓鼓入空气是为了将装置中的二氧化碳全部吸收；
（2）由于浓硫酸具有吸水性，所以，C装置的作用是：干燥生成的气体；
（3）装置D、E中氢氧化钠溶液、碱石灰可与二氧化碳充分反应，增重的质量即为二氧化碳的质量，是：604.4g-600.0g=4.4g；
设水垢均为9.8g碳酸钙，生成二氧化碳质量为x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
9.8g                  x 
  (100)/(44)=(9.8g)/(x)  x=4.312g，小于4.4g，故一定含有能生成二氧化碳的碳酸镁存在，所以A正确；
【实验方案3】设用于产生二氧化碳的盐酸质量为y，氢氧化镁质量为z
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
       73            44
      y×7.3%        4.4g
(73)/(44)=(y×7.3%)/(4.4g)   解得：y=100g
与氢氧化镁反应的盐酸的质量为：110g-100g=10g
Mg（OH）₂+2HCl═MgCl₂+2H₂O
 58       73
 z     10g×7.3%
(58)/(73)=(z)/(10g×7.3%)解得：z=0.58g 
氢氧化镁的质量分数：(0.58g)/(9.8g)×100%≈5.9%  
【反思】由于碱石灰能吸收空气的二氧化碳和水，缺少F装置，会使测定的二氧化碳的质量偏大，碳酸钙的质量分数偏大，氢氧化镁的质量分数会偏小；
故答为：【实验方案1】无白色沉淀；
【实验方案2】（1）将生成的二氧化碳全部被氢氧化钠溶液吸收；
（2）干燥生成的气体；
（3）4.4，A；
【实验方案3】水垢样品中氢氧化镁的质量分数是5.9%
【反思】偏小．