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12.5g水垢中，产生CO₂气体的情况如图所示．
（1）水垢中碳酸钙的质量分数是多少？
（2）假设水垢中除碳酸钙和氢氧化镁外，不含有其它杂质，溶解12.5g水垢，至少需要质量分数为10%的盐酸的质量是

 

（保留一位小数）．

Answer 1

考点：根据化学反应方程式的计算

专题：综合计算（图像型、表格型、情景型计算题）

分析：（1）从图中可以看出，表示生成气体的曲线在3.3处成了直线，说明反应已完全，不再有气体生成；根据碳酸钙与盐酸反应的化学方程式和生成的气体的质量，即可求出水垢中碳酸钙的质量，然后根据质量分数公式计算即可；
（3）根据氢氧化镁与盐酸反应的化学方程式和氢氧化镁的质量，即可计算出与氢氧化镁反应的HCl的质量，然后根据溶质的质量分数公式计算即可．

解答：解：
从图中可以看出，表示生成气体的曲线在3.3处成了直线，说明反应已完全，不再有气体生成；产生CO₂气体的质量为3.3g
设12.5g水垢中碳酸钙的质量为x，参与反应的HCl的质量为y，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73              44
x     y              3.3g

100

x

=

73

y

=

44

3.3g

解之得：x=7.5g，y=5.475g，水垢中碳酸钙的质量分数为：

7.5g

12.5g

×100%=60%．
设与氢氧化镁反应的HCl的质量为z，氢氧化镁的质量为12.5g-7.5g=5g
Mg（0H）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O
58         73
5g         z

58

5g

=

73

z

解之得：z=6.293g，
（5.475g+6.293g）÷10%≈117.7g．
答案：
（1）水垢中碳酸钙的质量分数是60%
（2）117.7g．

点评：解答此类题时首先明确发生的化学反应，再看曲线的三点：起点、折点和终点，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这是解答本题的突破口．本题主要考查学生利用化学方程式计算的能力．