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12.5g水垢中，產生CO₂氣體的情況如圖所示．
（1）從圖中可以看出，12.5g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12.5g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）從圖中可明顯看出：折點處即為生成二氧化碳的質量．
（2）根據二氧化碳的質量可求出碳酸鈣的質量，再根據

碳酸鈣的質量

水垢的質量

×100%，可求出水垢中碳酸鈣的質量分數．
（3）根據水垢的質量和碳酸鈣的質量求出氫氧化鎂的質量，再根據氫氧化鎂的質量求出和氫氧化鎂反應的鹽酸的質量，根據二氧化碳的質量求出和碳酸鈣反應的鹽酸的質量，將和氫氧化鎂反應的鹽酸的質量與和碳酸鈣反應的鹽酸的質量加起來即為所需鹽酸的質量．

解答：解：（1）從圖中可看出生成的二氧化碳最多是3.3g．
（2）設碳酸鈣的質量為x．和碳酸鈣反應的鹽酸溶液中溶質的質量為y．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73             44
x     y              3.3g

100

44

= 

x

3.3g

，x=7.5g

73

44

=

y

3.3g

，y=5.475g
水垢中碳酸鈣的質量分數=

7.5g

12.5g

×100%=60%．
答：水垢中碳酸鈣的質量分數為60%．
（3）氫氧化鎂的質量=12.5g-7.5g=5g
設和氫氧化鎂反應的鹽酸溶液中溶質的質量為z．
 Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O
   58        73
   5g        z

58

73

=

5g

z

，z=6.293g 
 所需鹽酸溶液的質量為

5.475g+6.293g

10%

=117.68g≈117.7g
 答：至少需要質量分數為10%的鹽酸的質量是117.7g

點評：本道題的第三小題比較難，做本類型題時應從問題著手分析，逐步向前，直到出現已知條件．