Question

18．長期使用的熱水壺底部有一層水垢（主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂，現假定不含其它雜質）．為了測定水垢中碳酸鈣的含量，將足量質量分數為10.0%的鹽酸加入到12.0g水垢中，產生CO₂氣體的情況如圖所示．
（1）水垢中碳酸鈣的質量分數是83.3%；
（2）若配制73.0g10.0%的稀鹽酸，需用36.5%的濃鹽酸的質量是20g；
（3）試經過計算說明，上述稀鹽酸能不能完全溶解12.0g該水垢．（請寫出計算步驟）

Answer 1

分析 （1）根據產生CO₂氣體的情況圖，可得知碳酸鈣完全反應時放出二氧化碳3.3g；由放出二氧化碳的質量，根據碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式，計算出水垢樣品中碳酸鈣的質量，從而計算碳酸鈣與水垢樣品的質量比即水垢中碳酸鈣的質量分數；
（2）根據溶液稀釋前后溶質的質量不變分析；
（3）分別計算水垢中碳酸鈣與氫氧化鎂完全反應所消耗HCl的質量，利用溶液中溶質質量分數計算公式，由溶質質量及溶液的溶質質量分數計算溶液的質量．

解答 解：（1）根據產生CO₂氣體的情況圖，可得知碳酸鈣完全反應時放出二氧化碳3.3g；設水垢中碳酸鈣的質量為x，消耗HCl的質量為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
水垢中碳酸鈣的質量分數是：$\frac{10g}{12g}×$100%≈83.3%；
（2）需用36.5%的濃鹽酸的質量是V
73g×10%=36.5%×V
V=20g
（3）73g×10%=7.3g，理論上鹽酸只夠溶解其中的碳酸鈣，剩余水垢無法溶解．
答案：
（1）83.3%；
（2）20g；
（3）73.0g10.0%的稀鹽酸不能完全溶解12.0g該水垢．

點評 解讀折線是初中化學計算中的一種常規題型，解題時首先明確發生的化學反應，再看曲線的三點：起點、折點和終點，獲得并處理信息，找到解題突破口，解答試題．設未知數按照規定不帶單位．