Question

4．某�；瘜W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，將足量濃度為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）從圖中可以看出，10g水垢與鹽酸反應后生成的二氧化碳最多是3.3g．
（2）水垢中碳酸鈣的質量分數(shù)是多少？
（3）假設水垢中除碳酸鈣和氫氧化鎂外，不含有其他雜質，溶解10g水垢，至少需要溶液多少g？

Answer 1

分析 （1）從圖中可明顯看出：折點處即為生成二氧化碳的質量．
（2）根據(jù)二氧化碳的質量可求出碳酸鈣的質量，再根據(jù)$\frac{碳酸鈣的質量}{水垢的質量}$×100%，可求出水垢中碳酸鈣的質量分數(shù)．
（3）根據(jù)水垢的質量和碳酸鈣的質量求出氫氧化鎂的質量，再根據(jù)氫氧化鎂的質量求出和氫氧化鎂反應的鹽酸的質量，根據(jù)二氧化碳的質量求出和碳酸鈣反應的鹽酸的質量，將和氫氧化鎂反應的鹽酸的質量與和碳酸鈣反應的鹽酸的質量加起來即為所需鹽酸的質量．

解答 解：（1）從圖中可看出生成的二氧化碳最多是3.3g．
（2）設碳酸鈣的質量為x．和碳酸鈣反應的鹽酸溶液中溶質的質量為y．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100        73                         44
x            y                          3.3g
$\frac{100}{x}=\frac{73}{y}=\frac{44}{3.3g}$，
x=7.5g，y=5.475g
水垢中碳酸鈣的質量分數(shù)=$\frac{7.5g}{10g}$×100%=75%．
答：水垢中碳酸鈣的質量分數(shù)為75%．
（3）氫氧化鎂的質量=10g-7.5g=2.5g
設和氫氧化鎂反應的鹽酸溶液中溶質的質量為z．
 Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O
   58               73
   2.5g             z
$\frac{58}{2.5g}=\frac{73}{z}$，z=3.147g
 所需鹽酸溶液的質量為$\frac{5.475g+3.147g}{10%}$=86.22g
 答：至少需要質量分數(shù)為10%的鹽酸的質量是86.22g．

點評 本道題的第三小題比較難，做本類型題時應從問題著手分析，逐步向前，直到出現(xiàn)已知條件．