Question

13．水垢的成分为碳酸钙、氢氧化镁和其他不溶于水、受热不分解且不与盐酸反应的杂质，大自然中学实验小组的同学取水垢样品进行了下列实验（已知氢氧化镁受热分解成氧化镁和水）．回答下列问题：
（1）用36.5%的浓盐酸配制实验所用稀盐酸，需要浓盐酸的质量是40g；
（2）加入盐酸发生反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O；
（3）根据加盐酸时产生的气体质量求解参加反应的碳酸钙质量（x）的比例式为$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{2.2g}$；
（4）原水垢样品中氢氧化镁的质量分数是67.2%；
（5）B溶液中溶质质量分别是氯化钙、氯化镁；
（6）步骤1中，为使最后得到的溶液为中性，需加入生石灰的质量为5.6g．

Answer 1

分析 （1）根据溶液稀释前后，溶质质量不变进行分析；
（2）根据碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水进行分析；
（3）根据质量守恒定律计算生成二氧化碳的质量，依据化学方程式进行计算；
（4）根据碳酸钙在高温的条件下生成氧化钙和二氧化碳，氢氧化镁加热生成氧化镁和水，依据碳酸钙的质量和固体减少的质量进行计算；
（5）根据碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水进行分析；
（6）根据氢氧化镁、碳酸钙消耗的盐酸的质量进行计算．

解答 解：（1）需要浓盐酸的质量是：$\frac{200g×7.3%}{36.5%}$=40g；
（2）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水，化学方程式为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O；
（3）生成二氧化碳的质量为：200g+12.5g-208.6g-1.7g=2.2g，
设参加反应的碳酸钙质量为x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
 x                   2.2g
   $\frac{100}{x}$=$\frac{44}{2.2g}$
    x=5g
（4）设5g的碳酸钙在高温的条件下生成二氧化碳的质量为y
CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑
100            44
 5g             y
 $\frac{100}{5g}$=$\frac{44}{y}$
  y=2.2g
固体加热减少的质量为：12.5g-8.5g=4g，所以氢氧化镁生成水的质量为1.8g
设参加反应的氢氧化镁的质量为z
Mg（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂O
  84            18
  z             1.8g
       $\frac{84}{z}$=$\frac{18}{1.8g}$
    z=8.4g
所以原水垢样品中氢氧化镁的质量分数是：$\frac{8.4g}{12.5g}$×100%=67.2%；
（5）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水，所以B溶液中溶质质量分别是氯化钙、氯化镁；
（6）设碳酸钙和氢氧化镁分别消耗氯化氢的质量为m，n
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
     100   73
      5g    m
    $\frac{100}{5g}$=$\frac{73}{m}$
     m=3.65g
Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O；
   84     73
  4.2g     n
  $\frac{84}{4.2g}$=$\frac{73}{n}$
   n=3.65g
所以与氧化钙反应的氯化氢的质量为：200g×7.3%-3.65g×2=7.3g
设需要氧化钙的质量为a
  CaO+2HCl=CaCl₂+H₂O
  56   73
  a   7.3g
   $\frac{56}{a}$=$\frac{73}{7.3g}$
   a=5.6g
故答案为：（1）40g；
（2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O；
（3）$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{2.2g}$
（4）67.2%；
（5）氯化钙、氯化镁；
（6）5.6g．

点评 本题难度不大，掌握根据化学方程式的计算即可正确解答本题，难度不大，注意解题的规范性和准确性．