6.長久使用的熱水瓶底部有一層水垢.為了除去熱水瓶底部的水垢,研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)進行了下列研究和實驗:
【查閱資料】水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2
【實驗】取50g水垢的樣品(雜質(zhì)不與鹽酸和水反應(yīng))放入燒杯中,加入足量的質(zhì)量分數(shù)為10%鹽酸,使樣品完全反應(yīng),并記錄反應(yīng)過程中混合物質(zhì)量的變化.燒杯及樣品和稀鹽酸的質(zhì)量(m)起始時為300g.實驗數(shù)據(jù)記錄如表:
反應(yīng)時間(min)246810121416
m(g)294.5290.0286.0286.0283.0282.4282.4282.4
【分析與研究】
(1)分析表中記錄的數(shù)據(jù),你認為反應(yīng)時間為8min時記錄的質(zhì)量數(shù)據(jù)是錯誤的.
(2)Mg(OH)2中鎂、氧、氫三種元素的質(zhì)量比為12:16:1.Mg(OH)2與鹽酸反應(yīng)化學(xué)方程式為Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O.
(3)反應(yīng)后的混合物中含有CaCl2和MgCl2.9.5g MgCl2含有的氯元素的質(zhì)量與7.3g HCl含有的氯元素的質(zhì)量相當.
(4)水垢中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)是多少?(請保留計算過程)

分析 (1)由于碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生二氧化碳氣體并從燒杯中逸出,從而造成燒杯及樣品和稀鹽酸的質(zhì)量減少,氫氧化鎂與稀鹽酸反應(yīng)不產(chǎn)生氣體,不會造成燒杯及樣品和稀鹽酸的質(zhì)量減少.只要有碳酸鈣和稀鹽酸存在并接觸,二者就會一直反應(yīng),直到其中一種物質(zhì)完全反應(yīng)為止.由表中時間和質(zhì)量數(shù)據(jù)的變化情況,可以確定出錯誤的質(zhì)量數(shù)據(jù).
(2)化學(xué)式中各元素的質(zhì)量比是元素的相對原子質(zhì)量與原子個數(shù)乘積之比,根據(jù)氫氧化鎂與鹽酸的反應(yīng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式.
(3)物質(zhì)中元素的質(zhì)量等于物質(zhì)的質(zhì)量與該物質(zhì)中該元素的質(zhì)量分數(shù),根據(jù)這一計算關(guān)系可以計算出HCl的質(zhì)量.
(4)燒杯及樣品和稀鹽酸減少的總質(zhì)量就是生成二氧化碳的質(zhì)量,這一質(zhì)量可以通過表中數(shù)據(jù)計算出來,通過這一質(zhì)量,再根據(jù)碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式就能計算出水垢中碳酸鈣的質(zhì)量,最后計算出碳酸鈣與水垢質(zhì)量的百分比,即為水垢中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù).

解答 解:(1)碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳氣體從燒杯中逸出,從而造成燒杯及樣品和稀鹽酸的質(zhì)量減少,氫氧化鎂與稀鹽酸反應(yīng)不產(chǎn)生氣體,不會造成燒杯及樣品和稀鹽酸的質(zhì)量減少.由表中數(shù)據(jù)可知:8min時和6min時燒杯及樣品和稀鹽酸的質(zhì)量相等,均為286.0g,比10min時的質(zhì)量283.0g大,說明8~10min時碳酸鈣與稀鹽酸的反應(yīng)仍在進行;而8min與6min時燒杯及樣品和稀鹽酸的質(zhì)量相等,說明6~8min時碳酸鈣與稀鹽酸的反應(yīng)已經(jīng)完成.這顯然這是不可能的,不可能前邊反應(yīng)完成,后邊反應(yīng)又會進行.只能說明8min時記錄的數(shù)據(jù)是錯誤的.
(2)氫氧化鎂中鎂、氧、氫三元素的質(zhì)量比為24:(16×2):(1×2)=12:16:1,Mg(OH)2與鹽酸反應(yīng)生成了人氯化鎂和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O.
(3)HCl的質(zhì)量為:9.5g×$\frac{35.5×2}{95}$÷$\frac{35.5}{36.5}$=7.3g
(4)由質(zhì)量守恒定律可知,二氧化碳的質(zhì)量為:300g-282.4g=17.6g.
設(shè)50g水垢中含CaCO3的質(zhì)量為x
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2
100                                    44
x                                      17.6g
$\frac{100}{44}=\frac{x}{17.6g}$   解得:x=40g
水垢中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為:$\frac{40g}{50g}$×100%=80%.
故答案為:(1)8;(2)12:16:1,Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;(3)7.3;(4)水垢中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為80%.

點評 本題主要考查化學(xué)反應(yīng)的連續(xù)性、有關(guān)化學(xué)式的計算、質(zhì)量分數(shù)的計算和有關(guān)化學(xué)方程式的計算.只要反應(yīng)物能夠接觸,反應(yīng)就會一直進行下去,不會停止,直到一種物質(zhì)或全部反應(yīng)物完全反應(yīng)時為止,中間不會間斷.進行元素質(zhì)量比的計算時,相對原子質(zhì)量與原子個數(shù)必須要對應(yīng)、并相乘、再相比.

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④根據(jù)質(zhì)量守恒定律,2g氫氣與8g氧氣反應(yīng)生成10g的水
⑤催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量和性質(zhì)都不變   
⑥可用肥皂水來檢驗硬水和軟水.
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(1)上述反應(yīng)中A物質(zhì)的化學(xué)式為N2
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