5．探究水壶内部水垢的主要成分
小花和小红同学非常善于进行实验探究，他们发现长期使用的热水壶底部有一层水垢，小花想这层水垢的主要成分是什么？围绕这个问题，他们展开了探究，请你也参入到他们的学习过程，并协助完成相关任务．
【提出问题】热水壶底部水垢的主要成分是什么？
【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（0H）2 | Mg（0H）2 | CaCO3 | MgCO3 |
| 溶解性 | 可溶 | 可溶 | 微溶 | 不溶 | 不溶 | 微溶 |
【提出猜想】通过分析，他们认为水垢的主要成分中一定含有Mg（0H）
2和CaCO
3（写化学式，下同），可能含有Ca（OH）
2和MgCO
3．
【设计方案，进行实验】
（1）小花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Na
2CO
3溶液，如果没有白色沉淀生成，说明水垢中不含有Ca（0H）
2（填化学式）．
（2）欲证明水垢中含有碳酸盐的实验方法是取少量水垢于试管中，向试管中加入稀盐酸，有气泡产生，把生成的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊．
（3）为了进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分，他们设计了如图1实验装置．
Ⅰ．小花和小红的主要实验步骤如下：
①按上图所示组装仪器，将50g水垢试样放入锥形瓶中，逐滴加入足量稀盐酸．
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瓶内物质的质量不变．
经过上述实验，他们测量滴加稀盐酸的体积与
D瓶内物质增加质量的关系如图2曲线所示．
Ⅱ．小花和小红另取50g碳酸钙放入锥形瓶中，利用上述装置，重复Ⅰ中①～④的操作，称量D瓶内物质增加的质量是22g．
【实验评价】
（1）A瓶中的NaOH溶液起到吸收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”），D瓶中发生反应的化学方程式为2NaOH+CO
2=Na
2CO
3+H
2O．C瓶中浓硫酸的作用是除去二氧化碳气体中的水蒸气．
（2）在实验Ⅰ与Ⅱ中，小花、小红运用了化学实验中的对比试验方法．
（3）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，若两种金属的化合价相同、两种盐的质量相同，则相对分子质量小者放出的气体多．分析实验Ⅰ与Ⅱ可知，水垢中一定含有MgCO
3（填化学式），理由是50g碳酸钙与盐酸反应放出二氧化碳22g，而50g水垢与盐酸反应实际生成二氧化碳的质量是24g，大于22g，所以水垢中一定含有碳酸镁．
（4）以上实验不能（填“能够”或“不能”） 检测出水垢中是否含有Mg（OH）
2．
【拓展延伸】
小花和小红从化学课上得知大理石的主要成分也是碳酸钙，为了探究大理石中碳酸钙的含量，两位同学另取20g大理石样品放入锥形瓶中，同样利用上述装置，重复Ⅰ中①～④的操作，称量D瓶内物质增加的质量是4.4g．请根据题目中提供的数据，计算大理石样品中碳酸钙的质量分数．
黄冈创优卷系列答案
