某化学研究小组进行研究性学习，请你协助完成相关任务．研究课题1探究水壶内部水垢的主要成分查阅资料（1）天然水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3-等离子，在加热条件下，这些离子趋于

Question

某化学研究小组进行研究性学习，请你协助完成相关任务．
【研究课题1】探究水壶内部水垢的主要成分
【查阅资料】（1）天然水中含有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（主要成分为碳酸盐和碱）．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（OH）2	Mg（OH）2	CaCO3	MgCO3[来源：]
溶解性	可溶	可溶	微溶	不溶	不溶	微溶

【提出猜想】水垢的主要成分一定含有Mg（OH）₂和______，可能含有Ca（OH）₂和MgCO₃．
【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，静置．取上层清液滴入Na₂CO₃溶液，如果没有白色沉淀，说明水垢中无______（填化学式）．
（2）乙同学设计了下列实验装置，进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分．
 
其主要实验步骤如下：
①按图组装仪器，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，使装置内的气体缓缓通过后面的装置．
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瓶内物质质量不变．
测量滴加稀盐酸体积与D瓶内物质增加质量的关系如图曲线所示；

【思考与评价】
（1）当水中含较多可溶性钙、镁化合物的水叫硬水，生活中降低水的硬度的常用方法是：______．
（2）A瓶中的NaOH溶液作用是______．
（3）若50g水垢全部是碳酸钙，则最终应该产生二氧化碳的质量是______g．
（4）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．分析曲线图可知：水垢中一定含有______（化学式），理由是______．
（5）以上实验______（填“能够”或“不能”）检测出水垢中含有Mg（OH）₂．
【研究课题2】为测定氯化钠样品的纯度，取30g氯化钠样品（杂质为氯化钙）溶于水配制成263g溶液，再加入53g溶质质量分数为20%的碳酸钠溶液，恰好完全反应．求：反应后所得溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

【提出猜想】由物质的溶解性，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；
【设计方案】（1）氢氧化钙能和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，取上层清液滴入Na₂CO₃溶液，如果没有白色沉淀，说明水垢中无Ca（OH）₂；
【思考与评价】（1）生活中降低水的硬度的常用方法是煮沸；
（2）实验目A瓶中的NaOH溶液作用是吸收空气中的二氧化碳；
（3）设产生二氧化碳的质量是x．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O
100               44
50g                x
(100)/(50g)＝(44)/(x)
x=22g
答：产生二氧化碳的质量是22g．
（4）水垢中只有碳酸钙时只生二氧化碳质量是22g，实际生成CO₂的质量是24g，大于22g，所以水垢中一定含有碳酸镁；
（5）此实验没有涉及到氢氧化镁的检验，以上实验不能检测出水垢中含有Mg（OH）₂；
【研究课题2】：设生成碳酸钙的质量为x，生成氯化钠的质量为y，参加反应的氯化钙的质量为z．
CaCl₂+Na₂CO₃ =CaCO₃↓+2NaCl  
111     106       100     117
z       53g×20%   x       y
(111)/(z)＝(106)/(53g×20%) 
z=11.1g
(106)/(53g×20%)＝(100)/(x)
x=10g
(106)/(53g×20%)＝(117)/(y)
y=11.7g
30g氯化钠样品中氯化钠的质量=30g-11.1g=18.9g
所得溶液中溶质的质量分数=(11.7g+18.9g)/(263g+53g−10g)×100%=10%．
故答案为：【提出猜想】CaCO₃；【设计方案】（1）Ca（OH）₂；
【思考与评价】（1）煮 沸；（2）吸收空气中的二氧化碳；（3）22g；
（4）MgCO₃；水垢中只有碳酸钙时只生二氧化碳质量是22g，实际生成CO₂的质量是24g，大于22g，所以水垢中一定含有碳酸镁；
（5）不能；
【研究课题2】：10%．