Question

5．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．為了測定水垢中碳酸鈣的含量，將足量質量分數(shù)為10.0%的鹽酸加 入到10.0g水垢中，產生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，不含其它雜質，溶解10.0g水垢，至少需要質量分數(shù)為10.0%的鹽酸的質量是多少？（結果保留一位小數(shù)）
（3）若配制113.0g 10.0%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？（結果精確到個位）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)產生CO₂氣體的情況圖，可得知碳酸鈣完全反應時放出二氧化碳3.3g；由放出二氧化碳的質量，根據(jù)碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式，計算出水垢樣品中碳酸鈣的質量，從而計算碳酸鈣與水垢樣品的質量比即水垢中碳酸鈣的質量分數(shù)；
（2）分別計算水垢中碳酸鈣與氫氧化鎂完全反應所消耗HCl的質量，利用溶液中溶質質量分數(shù)計算公式，由溶質質量及溶液的溶質質量分數(shù)計算溶液的質量．
（3）根據(jù)溶液稀釋前后溶質的質量不變分析．

解答 解：（1）根據(jù)產生CO₂氣體的情況圖，可得知碳酸鈣完全反應時放出二氧化碳3.3g；設水垢中碳酸鈣的質量為x，消耗HCl的質量為y．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73             44
x      y              3.3g
$\frac{100}{x}$=$\frac{73}{y}$=$\frac{44}{3.3g}$
 解得：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)是75%；

（2）設氫氧化鎂完全反應消耗HCl的質量為z
2HCl+Mg（OH）₂═MgCl₂+2H₂O
 73     58
 z   10g-7.5g=2.5g
$\frac{73}{z}$=$\frac{58}{2.5g}$
解得：z≈3.147g
至少需要質量分數(shù)為10%的鹽酸的質量=$\frac{5.475g+3.174g}{10%}$=86.2g
故答案為：86.2g
（3）設需用38%的濃鹽酸的體積為V
113.0g×10.0%=38%×1.19g/mL×V
V=25mL
故答案為：25mL

點評 解讀折線是初中化學計算中的一種常規(guī)題型，解題時首先明確發(fā)生的化學反應，再看曲線的三點：起點、折點和終點，獲得并處理信息，找到解題突破口，解答試題．設未知數(shù)按照規(guī)定不帶單位．