Question

（2008?南昌）某校化學興趣小組同學發(fā)現(xiàn)，長期使用的熱水壺底部有一層水垢，水垢的主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂．他們?yōu)榱藴y定水垢中碳酸鈣的含量，將足量質(zhì)量分數(shù)為10%的鹽酸加入到10g水垢中，產(chǎn)生CO₂氣體的情況如圖所示．
（1）水垢中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)是多少？
（2）假設(shè)水垢中除碳酸鈣和氫氧化鎂外，不含有其它雜質(zhì)，溶解10g水垢，至少需要質(zhì)量分數(shù)為10%的鹽酸的質(zhì)量是______（最后結(jié)果保留一位小數(shù)）．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)產(chǎn)生CO₂氣體的情況圖，可得知碳酸鈣完全反應時放出二氧化碳3.3g；由放出二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式，計算出水垢樣品中碳酸鈣的質(zhì)量，從而計算碳酸鈣與水垢樣品的質(zhì)量比即水垢中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)；
（2）分別計算水垢中碳酸鈣與氫氧化鎂完全反應所消耗HCl的質(zhì)量，利用溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)計算公式，由溶質(zhì)質(zhì)量及溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)計算溶液的質(zhì)量．
解答：解：（1）根據(jù)產(chǎn)生CO₂氣體的情況圖，可得知碳酸鈣完全反應時放出二氧化碳3.3g；設(shè)水垢中碳酸鈣的質(zhì)量為x，消耗HCl的質(zhì)量為y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73             44
x      y              3.3g
=  x=7.5g
=  y=5.475g
水垢中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)=×100%=75%
答：水垢中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)是75%；
（2）設(shè)氫氧化鎂完全反應消耗HCl的質(zhì)量為z
2HCl+Mg（OH）₂═MgCl₂+2H₂O
 73     58
 z   10g-7.5g=2.5g
=  z≈3.147g
至少需要質(zhì)量分數(shù)為10%的鹽酸的質(zhì)量==86.2g
故答案為：86.2g．
點評：表示變化的曲線的折點表明，此時水垢中碳酸鈣完全反應放出二氧化碳達最大值．