Question

18．使用的热水壶底部有一层水垢，主要成分是碳酸钙．学校化学研究性学习小组同学通过实验想测定水垢中碳酸钙的含量为多少．他们取100g水垢，加入200g稀盐酸，一段时间后恰好完全反应（杂质不参加反应），同时5分钟（min）内生成CO₂质量，测量数据如表：

时间/min	1	2	3	4	5
生成CO2的质量/g	6	12	18	22	22

计算：
（1）经过4分钟后，水垢中的CaCO₃已经反应完全；
（2）该水垢中CaCO₃的质量分数是多少？
（3）反应使用的稀盐酸质量分数为多少？
（4）反应后所得溶液中溶质的质量分数为多少？

Answer 1

分析 根据图中数据可以判断生成二氧化碳的质量；根据二氧化碳的质量可以计算碳酸钙的质量、生成氯化钙的质量和反应的氯化氢的质量，进一步可以计算水垢中碳酸钙的质量分数及所用盐酸的溶质质量分数和反应后所得溶液中溶质的质量分数．

解答 解：（1）从图中可以看出，经过4分钟后，水垢中的CaCO₃已经反应完全，100g水垢与盐酸反应生成的CO₂气体的质量最多是22g．
设100g水垢中碳酸钙的质量为x，200g稀盐酸中氯化氢的质量为y，生成氯化钙的质量为z
 CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
  100   73     111     44
   x    y      z       22g
$\frac{100}{x}=\frac{73}{y}=\frac{44}{22g}$
x=50g
y=36.5g
x=55.5g
（2）该水垢中CaCO₃的质量分数是：$\frac{50g}{100g}×$100%=50%；
（3）反应使用的稀盐酸质量分数为：$\frac{36.5g}{200g}×$100%=18.25%；
（4）反应后所得溶液中溶质的质量分数为：$\frac{55.5g}{50g+200g-22g}×$100%≈24.3%．
答案：
（1）4；
（2）该水垢中CaCO₃的质量分数是50%；
（3）反应使用的稀盐酸质量分数为18.25%；
（4）反应后所得溶液中溶质的质量分数为24.3%．

点评 本题主要考查学生运用假设法和化学方程式进行计算和推断的能力，计算时要注意规范性和准确性．