Question

某校化學興趣小組同學發現，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．他們為了測定水垢中碳酸鈣的含量，將足量質量分數為10%的鹽酸加入到10g水垢中，產生CO₂氣體的情況如圖所示．
（1）從圖中可以看出，10g水垢與鹽酸反應后生成的二氧化碳最多是

 

g．
（2）水垢中碳酸鈣的質量分數是多少？
（3）假設水垢中除碳酸鈣和氫氧化鎂外，不含有其它雜質，溶解10g水垢，至少需要質量分數為10%的鹽酸的質量是

 

（最后結果保留一位小數）．

Answer 1

分析：（1）由圖可知，120s后恰好完全反應，放出二氧化碳3.3g；
（2）根據反應的化學方程式，由生成二氧化碳的質量計算水垢中碳酸鈣的質量，碳酸鈣質量與水垢質量比可計算水垢中碳酸鈣的質量分數；
（3）計算碳酸鈣和氫氧化鎂完全反應所消耗HCl的質量，由所計算HCl質量與溶液的質量分數，利用溶質質量分數公式，計算所需稀鹽酸的質量．

解答：解：（1）由圖可知，120s后恰好完全反應，放出二氧化碳3.3g；
故答案為：3.3；
（2）設放出3.3g二氧化碳需要碳酸鈣的質量為x，消耗HCl的質量為y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73            44
x      y             3.3g

100

x

=

44

3.3g

  x=7.5g

73

y

=

44

3.3g

   y=5.475g
水垢中碳酸鈣的質量分數=

7.5g

10g

×100%=75%
答：水垢中碳酸鈣的質量分數為75%；
（3）氫氧化鎂完全反應消耗HCl質量為z
Mg（OH）₂+2HCl═MgCl₂+2H₂O
58       73
10g-7.5g  z

58

10g-7.5g

=

73

z

  z≈3.147g
至少需要質量分數為10%的鹽酸的質量=

5.475g+3.147g

10%

≈86.2g
故答案為：86.2．

點評：分析變化曲線時，曲線的折點即恰好完全反應，此時放出氣體的質量即最大質量．