16.某校化学小组对热水壶底部水垢的主要成分进行了如下探究,请完成以下活动并回答相关问题.
【查阅资料】
天然水中含有Ca
2+、Mg
2+、HCO
3-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(主要成分为碳酸盐和碱).有关物质的溶解性见下表(20℃):
阴离子 阳离子 | OH- | CO32- | HCO3- |
Ca2+ | 微溶 | 不溶 | 可溶 |
Mg2+ | 不溶 | 微溶 | 可溶 |
根据上述物质的溶解性,小组同学确定水垢的主要成分中一定含有的两种物质是,可能含有Ca(OH)
2和MgCO
3.
【提出问题】水垢的主要成分中是否含有Ca(OH)
2和MgCO
3呢?
【实验方案1】确定水垢中是否含Ca(OH)
2实验步骤 | 实验现象 | 结论 |
在少量研碎的水垢中,加入适量的蒸馏水充分搅拌,过滤,在滤液里加入Na2CO3溶液. | 无白色沉淀 | 水垢中无Ca(OH)2 |
【实验方案2】确定水垢中是否含MgCO
3利用下列实验装置,完成实验2探究.其主要实验步骤如下:
按如图组装后,将9.8g水垢试样放入锥形瓶中,打开止水夹K,从导管a处缓缓鼓入空气,一段时间后精确称量D、E装置总质量为600.0g关闭止水夹K,加入足量稀盐酸溶液,待锥形瓶中不再产生气泡时,打开止水夹K,从导管a处再次缓缓鼓入空气,一段时间后称量装置D、E的总质量为604.4g(注意:碱石灰主要成分为CaO和NaOH的混合物).
【实验讨论】
(1)加入药品前应;待锥形瓶中不再产生气泡时,打开止水夹K,缓缓鼓入空气的目的是.
(2)C装置的作用是:干燥生成的气体.
(3)装置 B中生成CO
2的质量为4.4g.通过计算说明该水垢中(填序号)含MgCO
3.
A.一定B.一定不C.可能D.无法确定
【实验方案3】定量探究水垢中氢氧化镁的质量分数
另取质量为9.8g的水垢试样,加入7.3%稀盐酸与之恰好完全反应,测得消耗稀盐酸110g.结合以上数据和实验结论,计算水垢样品中氢氧化镁的质量分数(写出计算过程,结果保留1位小数).
【反思】缺少F装置会使所测水垢样品中氢氧化镁的质量分数偏小(填写“偏大”或“偏小”或“不变”).