Question

（2012?蜀山區(qū)三模）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

CaCO₃

，可能含有Ca（OH）₂和

MgCO₃

．
【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．取上層清夜滴入Na₂CO₃溶液，如果沒有白色沉淀，說明水垢中無

Ca（OH）₂

（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，逐漸加入足量稀鹽酸．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)質(zhì)量的關(guān)系如圖2曲線表示：
【評(píng)價(jià)】（1）A瓶中的NaOH溶液起到

除去空氣中的CO₂

作用．若A瓶中無NaOH溶液，D瓶中的質(zhì)量將

增大

（填“增大”、“不變”或“減小”），D瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O

；
若正確回答第（2）（3）小題將獎(jiǎng)勵(lì)4分，但化學(xué)試卷總分不超過60分．
（2）一般情況下，兩種不同金屬形成的碳酸鹽與足量演算反應(yīng)時(shí)，若兩種金屬的化合價(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．分析圖線可知“水垢中一定含有

MgCO₃

（填化學(xué)式），理由是

實(shí)際生成CO₂的質(zhì)量是24g，大于22g

．
（3）裝置圖1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，請你在圖3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)不能檢測出水垢中含有Mg（OH）₂

Answer 1

分析：【提出猜想】根據(jù)物質(zhì)的溶解性，對水垢的成分進(jìn)行猜想；
【設(shè)計(jì)方案】（1）根據(jù)氫氧化鈣的性質(zhì)，判斷檢驗(yàn)氫氧化鈣是否存在所加入的試劑；
【評(píng)價(jià)】（1）A瓶中的NaOH溶液起到吸收空氣中的二氧化碳；若A瓶中無NaOH溶液，空氣中的二氧化碳會(huì)進(jìn)入裝置中，所以D瓶中的質(zhì)量將增大；
（2）從題目中可以看出，向裝置圖中通入空氣是為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果盡可能的準(zhǔn)確，這時(shí)我們要排除空氣中二氧化碳的干擾；
（3）在制作裝置是要考慮所制作的裝置美觀耐用，從而我們可以完成最后一題的解答．

解答：解：【提出猜想】碳酸鈣不溶于水，因此水垢中可能含有碳酸鎂，碳酸鎂微溶于水，因此水垢中可能含有碳酸鎂；
故答案為：CaCO₃；MgCO₃；
【設(shè)計(jì)方案】（1）由溶解性表，要檢查氫氧化鈣是否存在，可利用向溶液中滴加碳酸鈉溶液的方法，觀察反應(yīng)沒有出現(xiàn)沉淀判斷氫氧化鈣的不存在；
故答案為：Ca（OH）₂；
【評(píng)價(jià)】（1）裝置A中盛放氫氧化鈉溶液，可吸收空氣中的二氧化碳，以除去空氣二氧化碳防止對后面測定的影響；若A瓶中無NaOH溶液，空氣中的二氧化碳會(huì)進(jìn)入裝置中，所以D瓶中的質(zhì)量將增大；二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
故答案為：除去空氣中的CO₂；增大；2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（2）根據(jù)題給條件可知，如果全部是碳酸鈣則生成22g氣體，而題目中生成了24g二氧化碳，又根據(jù)“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”根據(jù)Mr（MgCO₃）=84，Mr（CaCO₃）=100，所以可以判斷在水垢中還含有碳酸鎂，可以判斷出水垢中還含有碳酸鎂．故答案為：MgCO₃；實(shí)際生成CO₂的質(zhì)量是24g，大于22g；
（3）根據(jù)給橡皮塞和導(dǎo)管的直徑以及要求在打孔時(shí)最好呈三角形，以達(dá)到美觀和堅(jiān)固的目的．故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及基礎(chǔ)知識(shí)的儀器識(shí)別、裝置氣密性的檢查，還涉及較為復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析，難度跨度很大，在解答時(shí)要謹(jǐn)慎處理．