Question

河南日報訊：魯山縣張店鄉馬村的飲用水燒開后滿鍋都是水垢，村里年年發生結石病，村民們希望有關部門能幫他們解決吃水問題．水垢的主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂．茗茗為了測定水垢中碳酸鈣的含量，將足量質量分數為10%的鹽酸加入到12.9g水垢中，利用如圖所示裝置進行實驗，實驗結束后裝置B的質量增加了4.4g．求：
（1）水垢樣品中碳酸鈣的質量；
（2）假設水垢中除碳酸鈣和氫氧化鎂外，不含其他雜質，溶解12.9g水垢，至少需要質量分數為10%的鹽酸的質量．

Answer 1

考點：根據化學反應方程式的計算

專題：綜合計算（圖像型、表格型、情景型計算題）

分析：（1）根據碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水，所以實驗結束后裝置B的質量增加的就是生成的二氧化碳的質量，利用反應的化學方程式和生成的氣體的質量，即可求出水垢中碳酸鈣的質量以及消耗鹽酸的質量，然后根據質量分數公式計算即可；
（2）根據氫氧化鎂與鹽酸反應的化學方程式和氫氧化鎂的質量，即可計算出與氫氧化鎂反應的HCl的質量，然后根據溶質的質量分數公式求出所需鹽酸的質量即可．

解答：解：（1）碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水，所以實驗結束后裝置B的質量增加的就是生成的二氧化碳的質量，二氧化碳的質量為4.4g．
設碳酸鈣的質量為x．和碳酸鈣反應的鹽酸溶液中溶質的質量為y．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100   73              44
x     y               4.4g

100

x

=

44

4.4g

x=10g

73

y

=

44

4.4g

y=7.3g
水垢中碳酸鈣的質量分數=

10g

12.9g

×100%=77.5%．
答：水垢中碳酸鈣的質量分數為77.5%．
（3）氫氧化鎂的質量=12.9g-10g=2.9g
設和氫氧化鎂反應的鹽酸溶液中溶質的質量為z．
 Mg（OH）₂+2HCl═MgCl₂+2H₂O
   58        73
   2.9g       z

58

2.9g

=

73

z

z=3.65g 
 所需鹽酸溶液的質量為

7.3g+3.65g

10%

=109.5g
 答：至少需要質量分數為10%的鹽酸的質量是109.5g

點評：本道題的第二小題比較難，做本類型題時應從問題著手分析，逐步向前，直到出現已知條件．