Question

4．某�；瘜W(xué)興趣小組同學(xué)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(cè)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(yīng)后生成的二氧化碳最多是3.3g．
（2）水垢中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？
（3）假設(shè)水垢中除碳酸鈣和氫氧化鎂外，不含有其他雜質(zhì)，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(diǎn)處即為生成二氧化碳的質(zhì)量．
（2）根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可求出碳酸鈣的質(zhì)量，再根據(jù)$\frac{碳酸鈣的質(zhì)量}{水垢的質(zhì)量}$×100%，可求出水垢中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（3）根據(jù)水垢的質(zhì)量和碳酸鈣的質(zhì)量求出氫氧化鎂的質(zhì)量，再根據(jù)氫氧化鎂的質(zhì)量求出和氫氧化鎂反應(yīng)的鹽酸的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量求出和碳酸鈣反應(yīng)的鹽酸的質(zhì)量，將和氫氧化鎂反應(yīng)的鹽酸的質(zhì)量與和碳酸鈣反應(yīng)的鹽酸的質(zhì)量加起來即為所需鹽酸的質(zhì)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(shè)碳酸鈣的質(zhì)量為x．和碳酸鈣反應(yīng)的鹽酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{7.5g}{10g}$×100%=75%．
答：水垢中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%．
（3）氫氧化鎂的質(zhì)量=10g-7.5g=2.5g
設(shè)和氫氧化鎂反應(yīng)的鹽酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)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(zhì)量為$\frac{5.475g+3.147g}{10%}$=86.22g
 答：至少需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸的質(zhì)量是86.22g．

點(diǎn)評(píng) 本道題的第三小題比較難，做本類型題時(shí)應(yīng)從問題著手分析，逐步向前，直到出現(xiàn)已知條件．