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
和
,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。
| 没有白色沉淀产生
| 水垢中 。
|
(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:

精确称量D、E装置总质量为600.0g,按上图组装后,将9.8g水垢试样放入锥形瓶中,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处缓缓鼓入空气,一段时间后称量装置D、E的总质量为604.4g(碱石灰主要成分为CaO和NaOH,不考虑稀盐酸的挥发性以及装置内空气、外界空气对实验的影响)。
(实验讨论)
⑴加入药品前应
,反应结束后打开止水夹K,缓缓鼓入空气的目的是
。
⑵任写一个装置B中生成气体的化学反应方程式:
。
⑶装置 B中生成CO
2的质量为
g。通过计算说明该水垢中
(填序号)含MgCO
3。
(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110 g。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(写出完整的计算过程,计算结果保留一位小数)。