Question

18．长期使用的热水壶底部有一层水垢（主要成分是碳酸鈣和氢氧化镁，现假定不含其它杂质）．为了测定水垢中碳酸钙的含量，将足量质量分数为10.0%的盐酸加入到12.0g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83.3%；
（2）若配制73.0g10.0%的稀盐酸，需用36.5%的浓盐酸的质量是20g；
（3）试经过计算说明，上述稀盐酸能不能完全溶解12.0g该水垢．（请写出计算步骤）

Answer 1

分析 （1）根据产生CO₂气体的情况图，可得知碳酸钙完全反应时放出二氧化碳3.3g；由放出二氧化碳的质量，根据碳酸钙与盐酸反应的化学方程式，计算出水垢样品中碳酸钙的质量，从而计算碳酸钙与水垢样品的质量比即水垢中碳酸钙的质量分数；
（2）根据溶液稀释前后溶质的质量不变分析；
（3）分别计算水垢中碳酸钙与氢氧化镁完全反应所消耗HCl的质量，利用溶液中溶质质量分数计算公式，由溶质质量及溶液的溶质质量分数计算溶液的质量．

解答 解：（1）根据产生CO₂气体的情况图，可得知碳酸钙完全反应时放出二氧化碳3.3g；设水垢中碳酸钙的质量为x，消耗HCl的质量为y．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73             44
x      y              4.4g
$\frac{100}{x}=\frac{73}{y}=\frac{44}{4.4g}$
x=10g
y=7.3g
水垢中碳酸钙的质量分数是：$\frac{10g}{12g}×$100%≈83.3%；
（2）需用36.5%的浓盐酸的质量是V
73g×10%=36.5%×V
V=20g
（3）73g×10%=7.3g，理论上盐酸只够溶解其中的碳酸钙，剩余水垢无法溶解．
答案：
（1）83.3%；
（2）20g；
（3）73.0g10.0%的稀盐酸不能完全溶解12.0g该水垢．

点评 解读折线是初中化学计算中的一种常规题型，解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，获得并处理信息，找到解题突破口，解答试题．设未知数按照规定不带单位．