(2013?北塘区二模)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Ca
2+、Mg
2+、HCO
3-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
CaCO3
CaCO3
和
Mg(OH)2
Mg(OH)2
,可能含有Ca(OH)
2和MgCO
3.
【提出问题】水垢的主要成分中是否含有Ca(OH)
2和MgCO
3呢?
【实验方案1】确定水垢中是否含Ca(OH)
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. |
没有白色沉淀产生 |
水垢中 不含Ca(OH)2 不含Ca(OH)2 . |
【实验方案2】确定水垢中是否含MgCO
3利用如图所示的实验装置,完成实验2探究.其主要实验步骤如下:
精确称量D、E装置总质量为600.0g,按上图组装后,将9.8g水垢试样放入锥形瓶中,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处缓缓鼓入空气,一段时间后称量装置D、E的总质量为604.4g(碱石灰主要成分为CaO和NaOH,不考虑稀盐酸的挥发性以及装置内空气、外界空气对实验的影响).
【实验讨论】
(1)加入药品前应
检查装置的气密性
检查装置的气密性
,反应结束后打开止水夹K,缓缓鼓入空气的目的是
将残留在装置中的二氧化碳全部排入D、E装置中充分吸收
将残留在装置中的二氧化碳全部排入D、E装置中充分吸收
.
(2)任写一个装置B中生成气体的化学反应方程式:
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
.
(3)装置 B中生成CO
2的质量为
4.4
4.4
g.通过计算说明该水垢中
A
A
(填序号)含MgCO
3.
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(写出完整的计算过程,计算结果保留一位小数).