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8.我校科学兴趣小组同学发现,长期使用的热水壶底部有一层水垢,水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁.他们为了测定水垢中碳酸钙的含量,收集12.5g水垢,将足量的质量分数为10%的盐酸加入到水垢中,产生CO2气体的情况如图所示.
(1)水垢中碳酸钙的质量分数是多少?
(2)假设水垢中除碳酸钙和氢氧化镁外,不含有其它杂质,加入足量的盐酸溶解水垢,测得PH<7,此时溶液的溶质有CaCl2、MgCl2、HCl.(填化学式)

分析 (1)根据反应产生气体的情况图,当反应到120s时放出二氧化碳气体达最大值,为3.3g;放出二氧化碳达最大值时,水垢中碳酸钙完全反应,根据反应的化学方程式,由放出二氧化碳的质量计算出样品中碳酸钙质量,碳酸钙质量与水垢样品质量比可计算水垢中碳酸钙的质量分数;
(2)根据反应的原理及盐酸过量分析.

解答 解:(1)从图中可以看出,表示生成气体的曲线在3.3处成了直线,说明反应已完全,不再有气体生成;产生CO2气体的质量为3.3g
设12.5g水垢中碳酸钙的质量为x,参与反应的HCl的质量为y,
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2
100                   44
x                    3.3g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{3.3.g}$
解之得:x=7.5g,水垢中碳酸钙的质量分数为:$\frac{7.5g}{12.5g}$×100%=60%.
(2)根据反应原理CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑及Mg(0H)2+2HCl=MgCl2+2H2O,又因为测得PH<7,盐酸过量,所以溶液的溶质有CaCl2、MgCl2、HCl.
故答案为:(1)60%(2)CaCl2、MgCl2、HCl.

点评 解答此类题时首先明确发生的化学反应,再看曲线的三点:起点、折点和终点,曲线的折点即恰好完全反应,此时放出气体的质量即最大质量这是解答本题的突破口.本题主要考查学生利用化学方程式计算的能力.

练习册系列答案
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16.保护环境就是保护人类自己.二十世纪五十年代,日本水俁市曾把大量含汞元素的工业废水直接排入河中流入海里,大批市民因食用含汞元素的鱼而患怪病不治身亡.现在回收旧电池的主要原因之一是防止贡扩散.
某同学在社会实践中发现某工厂的工业废水中含铜离子(Cu2+)和汞离子(Hg2+).查阅资料得到以下信息:汞的相对原子质量为200.6,熔点为-38.9℃,沸点为356.6℃.汞单质有毒,在常温和加热的条件下,汞单质都不与空气反应.据此,他为工厂设计了一个方案,回收和分离出废水中全部的金属汞和铜.
(1)加入过量的反应物,将Cu2+和Hg2+直接转化为金属单质的化学反应方程式为(任选一种,只写一个):Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(或Hg(NO32+Fe=Fe(NO32+Hg).
(2)通过如图所示装置,把从工厂金属回收池取回的少量金属混合物中的汞单质分离出来.

(3)若要用甲装置把汞全部分离出去,还需要用到的玻璃仪器是酒精灯.
(4)在把汞分离出去后,向甲中的固体残渣加入足量(填一种试剂名称)稀硫酸,再通过(填一种仪器名称)漏斗进行(填一种操作名称)过滤,就可回收到全部的铜.
(5)根据(4)的要求(全部),在操作(3)进行汞的分离时,从直玻璃导管向试管中加入(或通入)的物质是C.
A.盐酸   B.硫酸  C.氢气  D.空气
进行该操作的目的是:①为了将装置内的汞蒸气排出来,②防止在加热的条件下铜和铁被氧化;甲装置在安装时的注意事项是:①装置的气密性要良好,②导管要伸入试管的底部.
(6)收集金属汞应选用的装置及原因是丁,汞蒸气有毒,防止扩散到空气中.

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