题目内容
某校化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，将足量质量分数为10%的盐酸加入到10g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，溶解10g水垢，至少需要质量分数为10%的盐酸的质量是
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）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．
（2）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 3.3g
=
x=7.5g
=
y=5.475g
水垢中碳酸钙的质量分数=
×100%=75%
答：水垢中碳酸钙的质量分数是75%；
（2）设氢氧化镁完全反应消耗HCl的质量为z
2HCl+Mg（OH）2═MgCl2+2H2O
73 58
z 10g-7.5g=2.5g
=
z≈3.147g
至少需要质量分数为10%的盐酸的质量=
=86.2g
故答案为：86.2g．
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 73 44
x y 3.3g
| 100 |
| x |
| 44 |
| 3.3g |
| 73 |
| y |
| 44 |
| 3.3g |
水垢中碳酸钙的质量分数=
| 7.5g |
| 10g |
答：水垢中碳酸钙的质量分数是75%；
（2）设氢氧化镁完全反应消耗HCl的质量为z
2HCl+Mg（OH）2═MgCl2+2H2O
73 58
z 10g-7.5g=2.5g
| 73 |
| z |
| 58 |
| 2.5g |
至少需要质量分数为10%的盐酸的质量=
| 5.475g+3.147g |
| 10% |
故答案为：86.2g．
点评：表示变化的曲线的折点表明，此时水垢中碳酸钙完全反应放出二氧化碳达最大值．
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