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    12．某学习小组想探究热水壶底部水垢的主要成分．该小组同学通过查阅资料知道，天然水中一般都含有Ca2+、Mg2+、HCO3-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、碱的混合物）．同时，他们还查阅到有关物质的溶解性，认为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．
    （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，取上层清液后加入Na2CO3溶液，没有白色沉淀，说明水垢中无Ca（OH）2；
    （2）乙同学设计了如下实验，进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分．按图1组装仪器，将50g水垢试样研碎后放入锥形瓶中，加入足量某酸溶液，其主要实验步骤如下：
    ①检查装置的气密性后加药物进行实验
    ②测量一定时间内干燥管内物质增加的质量（见上边图2曲线）；
    ③待锥形瓶中不再产生气泡时，打开活塞B，从导管A处缓缓鼓入空气；
    ④再次称量干燥管内物质增加的质量；
    ⑤重复③和④的操作，直至干燥管内物质质量不变．
    讨论：操作③中从导管A处缓缓鼓入一定量空气的目的是将产生的二氧化碳全部被吸收，装置Ⅰ的作用是除去空气的二氧化碳．
    （3）由该小组同学的探究可知，此水垢的主要成分是Mg（OH）2、CaCO3、MgCO3．

    分析 （1）利用氢氧化钙能与可溶性碳酸盐生成不溶性的碳酸钙沉淀，可采取滴加碳酸钠溶液的方法检验清液中是否含有氢氧化钙；
    （2）根据实验装置的作用进行分析解答即可；
    （3）可利用碳酸盐能与稀盐酸反应放出气体二氧化碳，通过干燥管内物质增加的质量测定水垢与足量稀盐酸充分反应后所放出二氧化碳的量，根据化学方程式进行计算，判断水垢中碳酸盐的组成；综合整个探究过程，得出水垢主要成分的结论．

    解答 解：（1）为检验氢氧化钙，取上层清液加入碳酸钠溶液，无白色沉淀出现，说明所取上层清液中不含氢氧化钙；故答案为：Na2CO3溶液；
    （2）操作③中从导管A处缓缓鼓入一定量空气是为了将产生的二氧化碳全部被吸收；装置Ⅰ是为了除去空气的二氧化碳，防止对实验结果造成影响；
    故答案为：将产生的二氧化碳全部被吸收；除去空气的二氧化碳；
    （3）干燥管内碱石灰因吸收二氧化碳而质量增加，干燥管增加的质量即为二氧化碳气体的质量；根据测量结果所得曲线，最终产生二氧化碳质量为24g；
    假设50g水垢全部为碳酸钙或碳酸镁，完全反应放出二氧化碳的质量分别为x、y．
    CaCO3～CO2
    100       44
    50g        x
    则$\frac{100}{44}=\frac{50g}{x}$，解得x=22g＜24g，因此水垢不能全部为碳酸钙；
    MgCO3～CO2
    84            44
    50g           y
    则$\frac{84}{44}=\frac{50g}{y}$，解得y≈26.2g＞24g，因此水垢一定含有碳酸镁；
    根据甲同学的实验，该水垢样品中一定不含氢氧化钙；根据乙同学的实验探究，该水垢样品中一定含碳酸镁；因此，水垢的主要成分应为氢氧化镁、碳酸钙和碳酸镁的混合物；故答案为：Mg（OH）2、CaCO3、MgCO3．

    点评 根据装置的特点及装置中所盛放药品的性质，对装置的作用进行理解，是解决给出实验装置类探究问题的一个重要手段．

    练习册系列答案
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    A．离子是带电的粒子，所以带电的粒子一定是离子
    B．饱和澄清石灰水受热后变浑浊，是因为氢氧化钙的溶解度随温度的升高而增大
    C．碳酸钠溶液能使无色酚酞变红，是因为碳酸钠属于碱类物质
    D．氯化铵与草木灰不能混合施用，是因为铵态氮肥与碱性物质混合产生氨气，降低肥效

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    20．通过一年的化学学习，相信你已经初步掌握了实验室制取气体及相关实验操作的有关知识．请结合图示回答问题
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    B．图中生成物全部是化合物
    C．参加反应的两种分子的个数比为1：1
    D．此反应的化学方程式为2XY+2ZY=2XY2+Z2

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    A．①带负电荷B．②易形成阳离子C．③④属于同种元素D．④化学性质稳定

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    （2）反应的化学方程式为2H2O$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．

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    （2）实验室用B装置制取二氧化碳，稀盐酸应从长颈漏斗加入；用装置C代替装置B的优点是便于控制反应的发生和停止．
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