28、請你參與某學習小組進行研究性學習的過程,并協(xié)助完成相關(guān)任務:
【研究課題】探究熱水壺底部水垢的主要成分
【查閱資料】該小組同學通過查閱資料知道,天然水中一般都含有Ca
2+、Mg
2+、HCO
3-等離子,在加熱時,這些離子趨于生成溶解度更小的物質(zhì)-水垢(主要成分為碳酸鹽、堿等的混合物),水垢中一定含有Mg(OH)
2和CaCO
3.同時,他們還查閱到下列有關(guān)物質(zhì)的溶解性:
【提出猜想】水垢的主要成分除一定含有Mg(OH)
2和CaCO
3之外,還可能含有Ca(OH)
2和
MgCO3
.
【設計方案】
(1)甲同學在燒杯中放入少量研碎的水垢,加入適量蒸餾水充分攪拌,取上層清液加入
Na2CO3溶液
,沒有白色沉淀,說明水垢中無Ca(OH)
2;
(2)乙同學設計下列實驗裝置,進一步確定水垢中含有碳酸鹽的成分,步驟如下:
①按圖組裝儀器,將50g水垢試樣放入錐形瓶中,加入足量某酸溶液;
②測量一定時間內(nèi)干燥管內(nèi)物質(zhì)增加的質(zhì)量(見下列曲線);
③待錐形瓶中不再產(chǎn)生氣泡時,打開活塞B,從導管A處緩緩鼓入一定量的空氣;
④再次稱量干燥管內(nèi)物質(zhì)增加的質(zhì)量;
⑤重復③和④的操作,直至干燥管內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量不變.
a.儀器D、E的名稱分別是
分液漏斗
、
錐形瓶
;若要檢查盛放濃硫酸的洗氣瓶雙孔塞上導氣管與橡皮塞接觸的地方(即上圖裝置中C處)是否漏氣,應在裝藥品之
前
(填“前”或“后”)檢查,請寫出檢查C處是否漏氣的方法:
在C處導氣管周圍滴少量水,關(guān)閉B活塞和分液漏斗的活塞,將干燥管左邊橡皮管用彈簧夾夾緊,用熱毛巾捂錐形瓶,若C處有氣泡冒出,說明C處漏氣,若C處沒有氣泡冒出,說明C處不漏氣
.
b.步驟①所加的酸溶液是
稀鹽酸
;請寫出水垢中難溶性物質(zhì)與酸反應的化學方程式:
Mg(OH)2+2HCl═MgCl2+2H2O
、
CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+2H2O
;
c.裝置Ⅱ的作用是
吸收CO2中的水
;從導管A處緩緩鼓入一定量的空氣時,裝置Ⅰ的作用是
除去空氣中的CO2
.
d.研究性小組的同學通過簡單計算,認為水垢中一定含有MgCO
3,理由是
如果50g水垢全部為CaCO3,產(chǎn)生CO2的質(zhì)量應為22g,而實驗測得生成的CO2質(zhì)量為24g,大于了22g,故一定含有50g固體與足量的稀鹽酸反應生成的CO2質(zhì)量大于22g的MgCO3
.
【實驗結(jié)論】通過上述探究可知:水垢的主要成分有
Mg(OH)2、CaCO3、MgCO3
.