Question

某校化学兴趣小组同学发现，长期使用的热水壶底部有一层水垢，水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁．他们为了测定水垢中碳酸钙的含量，将足量质量分数为10%的盐酸加入到10g水垢中，产生CO₂气体的情况如图所示．
（1）从图中可以看出，10g水垢与盐酸反应后生成的二氧化碳最多是

 

g．
（2）水垢中碳酸钙的质量分数是多少？
（3）假设水垢中除碳酸钙和氢氧化镁外，不含有其它杂质，溶解10g水垢，至少需要质量分数为10%的盐酸的质量是

 

（最后结果保留一位小数）．

Answer 1

分析：（1）由图可知，120s后恰好完全反应，放出二氧化碳3.3g；
（2）根据反应的化学方程式，由生成二氧化碳的质量计算水垢中碳酸钙的质量，碳酸钙质量与水垢质量比可计算水垢中碳酸钙的质量分数；
（3）计算碳酸钙和氢氧化镁完全反应所消耗HCl的质量，由所计算HCl质量与溶液的质量分数，利用溶质质量分数公式，计算所需稀盐酸的质量．

解答：解：（1）由图可知，120s后恰好完全反应，放出二氧化碳3.3g；
故答案为：3.3；
（2）设放出3.3g二氧化碳需要碳酸钙的质量为x，消耗HCl的质量为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
水垢中碳酸钙的质量分数=

7.5g

10g

×100%=75%
答：水垢中碳酸钙的质量分数为75%；
（3）氢氧化镁完全反应消耗HCl质量为z
Mg（OH）₂+2HCl═MgCl₂+2H₂O
58       73
10g-7.5g  z

58

10g-7.5g

=

73

z

  z≈3.147g
至少需要质量分数为10%的盐酸的质量=

5.475g+3.147g

10%

≈86.2g
故答案为：86.2．

点评：分析变化曲线时，曲线的折点即恰好完全反应，此时放出气体的质量即最大质量．