Question

（2011?德州）请你参与某学习小组研究性学习的过程，并协助完成相关任务．
【研究课题】探究水壶内部水垢的主要成分
【查阅资料】通过查阅资料知道，天然水和水垢所含的物质及其溶解性如下表：

物  质	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

CaCO₃

，可能含有Ca（OH）₂和

MgCO₃

．
【设计方案】
（1）甲同学在烧杯中放入少量研碎的水垢，加入适量蒸馏水充分搅拌，静置．取上层清液滴入Na₂CO₃溶液，如果没有白色沉淀，说明水垢中无

Ca（OH）₂

（填化学式）．
（2）乙同学设计了下列实验装置，进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分．

其主要实验步骤如下：
①按图组装仪器，将50g水垢试样放入锥形瓶中，逐滴加入足量稀盐酸．若D瓶增重22g，则水垢全部是CaCO₃．
②待锥形瓶中不再产生气泡时，打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气；
③称量D瓶内物质增加的质量；
④重复②和③的操作，直至D瓶内物质质量不变．
测量滴加稀盐酸体积与D瓶内物质增加质量的关系如右图曲线所示；
【评价】
（1）A瓶中的NaOH溶液起到

吸收鼓入空气中二氧化碳的

作用．若A瓶中无NaOH溶液，D瓶中的质量将

增大

（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（2）一般情况下，两种不同金属形成的碳酸盐与足量盐酸反应时，若两金属的化合价相同、两种盐的质量相同，则相对分子质量小者放出的气体多．分析曲线图可知：水垢中一定含有

MgCO₃

（化学式），理由是

实际生成CO₂的质量是24g，大于22g

．
（3）装置图中“？”所指处有三根导管同时穿过橡胶塞，已知：导管的直径为8mm，橡胶塞细段直径为3cm．从坚固和美观的角度考虑，请你在由图中标出应在哪三点打孔为好（用圆圈“○”表示打孔位置）．
以上实验

不能

（填“能够”或“不能”）检测出水垢中含有Mg（OH）₂．

Answer 1

分析：水垢是固体所以在其中含有的是难溶和微溶的物质，主要是钙镁的碳酸盐和碱，检验碳酸盐的方法是用稀盐酸和澄清石灰水来检验，我们在吸收二氧化碳时我们常用氢氧化钠，用氢氧化钙来检验二氧化碳，氢氧化钠在吸收二氧化碳后质量会增加，从题目中可以看出，向装置图中通入空气是为了使实验结果尽可能的准确，这时我们要排除空气中二氧化碳的干扰．在制作装置是要考虑所制作的装置美观耐用，从而我们可以完成最后一题的解答．

解答：解：【提出猜想】水垢为固体，根据题给的查阅资料部分我们可以知道：水垢的主要成分应该是不溶的或是微溶的物质．
【设计方案】（1）根据猜想，当我们向上层清夜中加入碳酸钠时，如果存在着氢氧化钙，就会产生沉淀，但是实验结果没有沉淀产生，所以我们判断水垢中没有氢氧化钙．
【评价】（1）由于空气中含有二氧化碳，所以在这里我们在鼓入空气时，要保证把空气中的二氧化碳除去，如果不出去会导致D装置中的氢氧化钠多吸收了二氧化碳所以会导致D瓶的质量增加．
（2）根据题给条件可知，如果全部是碳酸钙则生成22g气体，而题目中生成了24g二氧化碳，又根据“两种不同金属形成的碳酸盐与足量盐酸反应时，若两金属的化合价相同、两种盐的质量相同，则相对分子质量小者放出的气体多”根据Mr（MgCO₃）=84，Mr（CaCO₃）=100，所以可以判断在水垢中还含有碳酸镁，可以判断出水垢中还含有碳酸镁．（3）根据给橡皮塞和导管的的直径以及要求在打孔时最好呈三角形，以达到美观和坚固的目的，本题中只是提到了碳酸盐的检验，根本就没有涉及到氢氧化镁的鉴别．
故本题答案为：【提出猜想】CaCO₃；MgCO₃；
【设计方案】（1）Ca（OH）₂；
【评价】（1）吸收鼓入空气中二氧化碳的增大；
（2）MgCO₃；实际生成CO₂的质量是24g，大于22g；
（3）；     不能．

点评：本题为实验探究题，做本类题目要注意题目中的查阅资料部分，这对我们的解题的帮助是很大的．