Question

2．某�？茖W興趣小組同學發現，長期使用的熱水壺底部會有一層水垢（假設水垢只有碳酸鈣和氫氧化鎂）．他們為了測定水垢中碳酸鈣的含量，將足量質量分數為10%的鹽酸加入到12.5g水垢中，產生CO₂氣體的情況如圖所示．
（1）從圖中可以看出，12.5g水垢與鹽酸反應后，最多可以生成二氧化碳3.3g．
（2）水垢中碳酸鈣的質量分數是多少？
（3）與12.5g水垢完全反應，需要質量分數為10%的鹽酸的質量是多少？（最后結果保留一位小數）

Answer 1

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；
（2）根據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，然后根據質量分數公式計算即可；
（3）根據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，然后根據溶質的質量分數公式計算即可．

解答 解：（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；
故答案為：3.3．
（2）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
$\frac{100}{x}=\frac{73}{y}=\frac{44}{3.3g}$    解之得：x=7.5g，y=5.475g，
水垢中碳酸鈣的質量分數為：$\frac{7.5g}{12.5g}$×100%=60%．
答：水垢中碳酸鈣的質量分數為60%．
（3）設與氫氧化鎂反應的HCl的質量為z，
Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O
58                73
12.5g-7.5g      z
$\frac{58}{73}=\frac{12.5g-7.5g}{z}$    解之得：z=6.293g，
（5.475g+6.293g）÷10%≈117.7g．
故答案為：需要質量分數為10%的鹽酸的質量是117.7g．

點評 解答此類題時首先明確發生的化學反應，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．