Question

某校化學(xué)興趣小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)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?yōu)榱藴y(cè)定水垢中碳酸鈣的含量，將足量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸加入到10g水垢中，產(chǎn)生CO₂氣體的情況如圖所示．
（1）水垢中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？
（2）假設(shè)水垢中除碳酸鈣和氫氧化鎂外，不含有其它雜質(zhì)，溶解10g水垢，至少需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸的質(zhì)量是

 

（最后結(jié)果保留一位小數(shù)）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)產(chǎn)生CO₂氣體的情況圖，可得知碳酸鈣完全反應(yīng)時(shí)放出二氧化碳3.3g；由放出二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，計(jì)算出水垢樣品中碳酸鈣的質(zhì)量，從而計(jì)算碳酸鈣與水垢樣品的質(zhì)量比即水垢中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）分別計(jì)算水垢中碳酸鈣與氫氧化鎂完全反應(yīng)所消耗HCl的質(zhì)量，利用溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算公式，由溶質(zhì)質(zhì)量及溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算溶液的質(zhì)量．

解答：解：（1）根據(jù)產(chǎn)生CO₂氣體的情況圖，可得知碳酸鈣完全反應(yīng)時(shí)放出二氧化碳3.3g；設(shè)水垢中碳酸鈣的質(zhì)量為x，消耗HCl的質(zhì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)=

7.5g

10g

×100%=75%
答：水垢中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是75%；
（2）設(shè)氫氧化鎂完全反應(yīng)消耗HCl的質(zhì)量為z
2HCl+Mg（OH）₂═MgCl₂+2H₂O
 73     58
 z   10g-7.5g=2.5g

73

z

=

58

2.5g

  z≈3.147g
至少需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸的質(zhì)量=

5.475g+3.147g

10%

=86.2g
故答案為：86.2g．

點(diǎn)評(píng)：表示變化的曲線的折點(diǎn)表明，此時(shí)水垢中碳酸鈣完全反應(yīng)放出二氧化碳達(dá)最大值．