Question

某校化學興趣小組同學發(fā)現(xiàn)，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?yōu)榱藴y定水垢中碳酸鈣的含量，將足量質量分數(shù)為10%的鹽酸加入到12.5g水垢中，產(chǎn)生CO₂氣體的情況如圖所示．
（1）水垢中碳酸鈣的質量分數(shù)是多少？
（2）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(shù)為10%的鹽酸的質量是

 

（保留一位小數(shù)）．

Answer 1

考點：根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：綜合計算（圖像型、表格型、情景型計算題）

分析：（1）從圖中可以看出，表示生成氣體的曲線在3.3處成了直線，說明反應已完全，不再有氣體生成；根據(jù)碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式和生成的氣體的質量，即可求出水垢中碳酸鈣的質量，然后根據(jù)質量分數(shù)公式計算即可；
（3）根據(jù)氫氧化鎂與鹽酸反應的化學方程式和氫氧化鎂的質量，即可計算出與氫氧化鎂反應的HCl的質量，然后根據(jù)溶質的質量分數(shù)公式計算即可．

解答：解：
從圖中可以看出，表示生成氣體的曲線在3.3處成了直線，說明反應已完全，不再有氣體生成；產(chǎn)生CO₂氣體的質量為3.3g
設12.5g水垢中碳酸鈣的質量為x，參與反應的HCl的質量為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，水垢中碳酸鈣的質量分數(shù)為：

7.5g

12.5g

×100%=60%．
設與氫氧化鎂反應的HCl的質量為z，氫氧化鎂的質量為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）水垢中碳酸鈣的質量分數(shù)是60%
（2）117.7g．

點評：解答此類題時首先明確發(fā)生的化學反應，再看曲線的三點：起點、折點和終點，曲線的折點即恰好完全反應，此時放出氣體的質量即最大質量這是解答本題的突破口．本題主要考查學生利用化學方程式計算的能力．