Question

9．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10.0g水垢后，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10.0g水垢，至少需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.0%的鹽酸的質(zhì)量是多少（結(jié)果保留一位小數(shù)）．
（3）若配制113.0g10.0%的稀鹽酸，需用38%的濃鹽酸（密度為1.19g/cm³）的體積是多少毫升？（結(jié)果精確到個(gè)位）

Answer 1

分析 （1）碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，氫氧化鎂與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和水；由產(chǎn)生CO₂氣體的情況圖，最終測(cè)試3.3g二氧化碳?xì)怏w，由反應(yīng)的化學(xué)方程式列式計(jì)算出參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量、參加反應(yīng)的稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算出水垢中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（2）由水垢中氫氧化鎂的質(zhì)量，由反應(yīng)的化學(xué)方程式列式計(jì)算出參加反應(yīng)的稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算出所需稀鹽酸的質(zhì)量．
（3）根據(jù)溶液稀釋前后溶質(zhì)的質(zhì)量不變，結(jié)合題意進(jìn)行分析解答．

解答 解：（1）設(shè)參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量為x，與碳酸鈣反應(yīng)消耗的稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量為y
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73            44
x      y             3.3g
$\frac{100}{44}=\frac{x}{3.3g}$      x=7.5g
$\frac{73}{44}=\frac{y}{3.3g}$       y=5.475g
水垢中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{7.5g}{10g}$×100%=75%．
（2）水垢中氫氧化鎂的質(zhì)量為10g-7.5g=2.5g．
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     2.5g
$\frac{73}{58}=\frac{z}{2.5g}$      z≈3.147g
至少需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸的質(zhì)量為（5.475g+3.147g）÷10%≈86.2g．
（3）設(shè)需用38%的濃鹽酸（密度為1.19g/cm³）的體積是x
1.19g/cm³×x×38%=113.0g×10.0%      x≈25cm³（25mL）
答：（1）水垢中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是75%；（2）至少需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸的質(zhì)量為86.2g；（3）需用38%的濃鹽酸（密度為1.19g/cm³）的體積是25mL．

點(diǎn)評(píng) 本題難度不大，掌握利用化學(xué)方程式與溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的綜合計(jì)算即可正確解答本題，解題時(shí)要注意解題的規(guī)范性．