Question

请你参与某学习小组进行研究性学习的过程，并协助完成相关任务：
【研究课题】探究热水壶底部水垢的主要成分
【查阅资料】该小组同学通过查阅资料知道，天然水中一般都含有Ca^2＋、Mg^2＋、HCO₃^－等离子，在加热时，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、碱等的混合物），水垢中一定含有Mg(OH)₂和CaCO₃。同时，他们还查阅到下列有关物质的溶解性：

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】水垢的主要成分除一定含有Mg(OH)₂和CaCO₃之外，还可能含有Ca(OH)₂和           。
【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，取上层清液加入        ，没有白色沉淀，说明水垢中无Ca(OH)₂；
（2）乙同学设计下列实验装置，进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分，步骤如下：
①按图组装仪器，将50g水垢试样放入锥形瓶中，加入足量某酸溶液；
②测量一定时间内干燥管内物质增加的质量（见下列曲线）；
③待锥形瓶中不再产生气泡时，打开活塞B，从导管A处缓缓鼓入一定量的空气；
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。
 
a.仪器D、E的名称分别是         、          ；若要检查盛放浓硫酸的洗气瓶双孔塞上导气管与橡皮塞接触的地方（即上图装置中C处）是否漏气，应在装药品
之    （填“前”或“后”）检查，请写出检查C处是否漏气的方法：                 。
b.步骤①所加的酸溶液是                 ；请写出水垢中难溶性物质与酸反应的化学方程式：                、                     ；
c.装置Ⅱ的作用是                                   ；
从导管A处缓缓鼓入一定量的空气时，装置Ⅰ的作用是______________。
d.研究性小组的同学通过简单计算，认为水垢中一定含有MgCO₃，理由是  
                                                               。
【实验结论】通过上述探究可知：水垢的主要成分有                    。

Answer 1

【提出猜想】MgCO₃；
【设计方案】
（1）Na₂CO₃溶液；
（2）a.分液漏斗；锥形瓶；前；在C处导气管周围滴少量水，关闭B活塞和分液漏斗的活塞，将干燥管左边橡皮管用弹簧夹夹紧，用热毛巾捂锥形瓶，若C处有气泡冒出，说明C处漏气，若C处没有气泡冒出，说明C处不漏气；
b.稀盐酸；Mg(OH)₂+2HCl===MgCl₂+2H₂O、CaCO₃+2HCl===CaCl₂+CO₂↑+2H₂O；
c.吸收CO₂中的水；除去空气中的CO₂；
d.如果50g水垢全部为CaCO₃，产生CO₂的质量应为22g，而实验测得生成的CO₂质量为24g，大于了22g，故一定含有50g固体与足量的稀盐酸反应生成的CO₂质量大于22g的MgCO₃；
【实验结论】Mg(OH)₂、CaCO₃、MgCO₃。

解析