Question

5．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．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10.0g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多少？
（2）假设水垢中除碳酸钙和氢氧化镁外，不含其它杂质，溶解10.0g水垢，至少需要质量分数为10.0%的盐酸的质量是多少？（结果保留一位小数）
（3）若配制113.0g 10.0%的稀盐酸，需用38%的浓盐酸（密度为1.19g/cm³）的体积是多少毫升？（结果精确到个位）

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）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．
（3）根据溶液稀释前后溶质的质量不变分析．

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
$\frac{100}{x}$=$\frac{73}{y}$=$\frac{44}{3.3g}$
 解得：x=7.5g   y=5.475g
水垢中碳酸钙的质量分数=$\frac{7.5g}{10g}$×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
$\frac{73}{z}$=$\frac{58}{2.5g}$
解得：z≈3.147g
至少需要质量分数为10%的盐酸的质量=$\frac{5.475g+3.174g}{10%}$=86.2g
故答案为：86.2g
（3）设需用38%的浓盐酸的体积为V
113.0g×10.0%=38%×1.19g/mL×V
V=25mL
故答案为：25mL

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．