Question

請你參與某學(xué)習(xí)小組研究性學(xué)習(xí)的過程，并協(xié)助完成相關(guān)任務(wù)。

【研究課題】探究水壺內(nèi)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(zhì)及其溶解性如下表：

物  質(zhì)	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(shè)計(jì)方案】

（1）甲同學(xué)在燒杯中放入少量研碎的水垢，加入適量蒸餾水充分?jǐn)嚢�，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(xué)式)。

（2）乙同學(xué)設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)一步確定水垢中含有碳酸鹽的成分。

其主要實(shí)驗(yàn)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(chǎn)生氣泡時(shí)，打開活塞b，從導(dǎo)管a處緩緩鼓入一定量的空氣；

③稱量D瓶內(nèi)物質(zhì)增加的質(zhì)量；

④重復(fù)②和③的操作，直至D瓶內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量不變。

測量滴加稀鹽酸體積與D瓶內(nèi)物質(zhì)增加質(zhì)量的關(guān)系如右圖曲線所示；

【評價(jià)】

（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(zhì)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(yīng)時(shí)，若兩金屬的化合價(jià)相同、兩種鹽的質(zhì)量相同，則相對分子質(zhì)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(xué)式），理由是                                               。

（3）裝置圖中“？”所指處有三根導(dǎo)管同時(shí)穿過橡膠塞，已知：導(dǎo)管的直徑為8mm，橡膠塞細(xì)段直徑為3cm。從堅(jiān)固和美觀的角度考慮，請你在由圖中標(biāo)出應(yīng)在哪三點(diǎn)打孔為好（用圓圈“○”表示打孔位置）。                 

以上實(shí)驗(yàn)         （填“能夠”或“不能”）檢測出水垢中含有Mg(OH)₂。

Answer 1

【解析】：由于水垢不溶于水，根據(jù)溶解性表知：水垢的主要成分一定含有不溶于水的Mg(OH)₂和 CaCO₃，可能含有微溶于水的Ca(OH)₂和MgCO₃。若水垢中含有微溶于水的氫氧化鈣，當(dāng)加入Na₂CO₃溶液時(shí)會(huì)有白色沉淀CaCO₃生成，而實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象沒有白色沉淀，說明水垢中無Ca(OH)₂。

（1）為了使B裝置中生成的二氧化碳?xì)怏w全部被D裝置吸收，從導(dǎo)管a處緩緩鼓入一定量的空氣，A瓶中的NaOH溶液起到吸收空氣中的二氧化碳等酸性氣體的作用。若無A裝置，D瓶中的質(zhì)量將增大。

（2）Mg CO₃和CaCO₃中兩種金屬元素化合價(jià)相同，由于Mg CO₃的相對分子質(zhì)量較小，且實(shí)際生成二氧化碳的質(zhì)量大于22g，所以水垢中應(yīng)該有MgCO₃。

（3）盡管三根導(dǎo)管并排時(shí)小于橡膠塞細(xì)段的直徑，但根據(jù)三角形的穩(wěn)定性，以三個(gè)孔不在一條直線上即可，等邊三角形最好。由于Mg(OH)₂不溶于水，與鹽酸反應(yīng)生成的是溶于水的氯化鎂，所以以上實(shí)驗(yàn)不能檢測出水垢中含有Mg(OH)₂。

答案：

【提出猜想】CaCO₃       MgCO₃

【設(shè)計(jì)方案】⑴ Ca(OH)₂

【評價(jià)】⑴吸收CO₂       增大   （2）MgCO₃      實(shí)際生成CO₂的質(zhì)量是24g，大于22g  

（3）（三個(gè)孔不在一條直線上即可得分，等邊三角形最好） 

不能