Question

（2012?荔灣區一模）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水垢與鹽酸反應生成的二氧化碳最多是

3.3

 g．
（2）水垢中碳酸鈣的質量是

7.5

 g．
（3）除去水垢中碳酸鈣至少需要質量分數為10%的鹽酸的質量是

86.2

 g （最后結果保留一位小數）．
（4）寫出與本實驗有關的化學方程式．

CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；Mg（OH）₂+2HCl═MgCl₂ +2H₂O

．

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．
（4）依據鹽酸即能與碳酸鈣反應也能與氫氧化鎂反應書寫相關的方程式即可；

解答：解：（1）由圖可知，120s后恰好完全反應，放出二氧化碳3.3g；
（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

=

73

y

=

44

3.3g

x=7.5g
y=5.475g
（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

58g

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
（4）鹽酸即能與碳酸鈣反應也能與氫氧化鎂反應，其反應的方程式分別為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；Mg（OH）₂+2HCl═MgCl₂ +2H₂O；
故答案為：（1）3.3；（2）7.5；（3）86.2；（4）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；Mg（OH）₂+2HCl═MgCl₂ +2H₂O；

點評：本題利用圖表及反應方程式來分析和解決化學計算中的有關問題，要求學生有較強的識圖能力和數據分析能力．