Question

（2008?清遠）位于清遠市連州境內(nèi)的“連州地下河”是聞名遐邇的旅游景點．
（1）有一位游客在洞內(nèi)將裝滿水的礦泉水瓶中的水倒掉，然后蓋緊瓶蓋，很高興地說：“我可以用這瓶氣體很準(zhǔn)確地測定洞內(nèi)空氣成分及含量．”你已經(jīng)知道，用排水法收集到的氣體常常含有較多的水蒸汽．要收集到洞內(nèi)真實的空氣，你對游客有什么好的建議：

改用注射器對空氣進行取樣，避免采集樣品時對空氣成分的影響

．
（2）洞內(nèi)不但可以欣賞如詩如畫美景，還可以河上泛舟．請你設(shè)計一簡單的實驗方法探究洞內(nèi)河水是否為硬水：

取河水加入肥皂水，觀察泡沫，泡沫少則河水為硬水

．
（3）某研究性學(xué)習(xí)小組對洞內(nèi)河水進行了進一步的探究．以下是對由煮沸洞內(nèi)河水產(chǎn)生的水垢所作的探究的一部分，請完成相關(guān)問題．
[探究課題]探究水垢的主要成分
[查閱資料]天然水中一般含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等離子，加熱時這些離子趨于生成溶解度更小的物質(zhì)從而形成水垢（主要成分為碳酸鹽、堿等的混合物）．下面是有可能成為水垢成分的一些物質(zhì)的溶解性情況：

物質(zhì)	Ca（HCO3）2	Mg（HCO3）2	Mg（OH）2	Ca（OH）2	CaCO3	MgCO3
溶解性	可溶	可溶	不溶	微溶	不溶	微溶

[提出猜想]根據(jù)上述物質(zhì)的溶解性表和相關(guān)知識，提出如下猜想：水垢的主要成分中一定含有Mg（OH）₂和

CaCO₃

（填寫化學(xué)式，下同），可能含有Ca（OH）₂和

MgCO₃

．
下面是根據(jù)設(shè)計方案進行的實驗并得出的相關(guān)結(jié)論：
在試管A中放入適量研碎的水垢，加入適量的蒸餾水，充分震蕩．
①取試管A中一定量的上層清液放入另一支試管B中，加入

Na₂CO₃

溶液，沒有白色沉淀，證明水垢中無Ca（OH）₂．
②將試管A中的剩余上層清液倒出，然后試管A中加入

HCl

溶液，有氣泡產(chǎn)生，將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中，石灰水變渾濁，說明水垢中一定含有碳酸鹽．

Answer 1

分析：（1）排水法可以收集氣體，使用注射器等也可以收集氣體且該方法對所收集氣體組成不產(chǎn)生影響；
（2）硬水中含量較大的鈣、鎂離子會失肥皂水的泡沫大量較少，利用這一特點可區(qū)分硬水與軟水；
（3）[提出猜想]根據(jù)各物質(zhì)的溶解性，不溶性物質(zhì)一定會形成沉淀，微溶性物質(zhì)在沉淀物中可能含有；
①碳酸鈉等可溶性碳酸鹽的溶液能與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣；
②碳酸鹽能與鹽酸反應(yīng)放出二氧化碳，利用這個特點可檢驗碳酸鹽．

解答：解：（1）排水法收集洞中空氣時水對所采集空氣有所影響，而改用注射器抽取洞內(nèi)空氣對所采集所氣體沒有絲毫影響，因此建議使用注射器進行洞內(nèi)空氣的采集；
（2）取河水樣品加入肥皂水，如果觀察到泡沫大量減少，則可判斷河水為硬水；
（3）[提出猜想]由于氫氧化鎂、碳酸鈣都不能溶于水，因此水垢中一定含有此兩種沉淀物；由于氫氧化鈣、碳酸鎂微溶于水，不能完全溶解的兩種物質(zhì)也就形成沉淀物，所以水垢中可能含有這兩種微溶物質(zhì)；
①向所取清液中滴加碳酸鈉溶液，碳酸鈉能與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，而沒有白色沉淀，證明清液中不含有氫氧化鈣，則水垢中不含氧化鈣；
②向所余固體中滴加稀鹽酸，若有氣體放出則將氣體通入澄清石灰水，觀察到澄清石灰水變渾濁可說明固體中含有碳酸鹽．
故答案為：
（1）改用注射器對空氣進行取樣，避免采集樣品時對空氣成分的影響；
（2）取河水加入肥皂水，觀察泡沫，泡沫少則河水為硬水；
（3）[提出猜想]CaCO₃；MgCO₃；①Na₂CO₃；②HCl．

點評：碳酸鹽的檢驗方法：取樣滴加稀鹽酸，氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，樣品為碳酸鹽．