Question

長期使用熱水瓶底部或熱水器中有水垢，主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂（假設無其它雜質）．某課外小組想測定水垢中碳酸鈣的含量，他們取20.8g水垢，加入足量的濃度為14.6%的鹽酸，其中產生的二氧化碳的數據見下表．

時間/min	1	2	3	4	5
生成二氧化碳的質量/g	3.0	5.0	6.0	6.6	6.6

計算：（1）水垢中碳酸鈣的質量　　
（2）要使20.8g水垢完全溶解，最少需要鹽酸的質量．

Answer 1

解：（1）由題意知加入足量鹽酸后完全反應生成二氧化碳的質量為6.6g
設碳酸鈣的質量為x 與其反應的鹽酸質量為y
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 73 44
x 14.6%y 6.6g
= x=15g
= y=75g

答：碳酸鈣的質量為15g
（2）水垢中氫氧化鎂的質量為：20.8g-15g=5.8g
設和5.8g Mg（OH）₂反應的鹽酸質量為a，
Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O
58 73
5.8g 14.6%a
=
a=50g
鹽酸總質量為：75g+50g=125g
答：需要鹽酸質量為125g
分析：（1）由圖可知，4s后恰好完全反應，放出二氧化碳6.6g；根據反應的化學方程式，由生成二氧化碳的質量計算水垢中碳酸鈣的質量；
（2）計算碳酸鈣和氫氧化鎂完全反應所消耗HCl的質量，由所計算HCl質量與溶液的質量分數，利用溶質質量分數公式，計算所需稀鹽酸的質量．
點評：分析變化表格時，根據最后氫氣的質量不再變化可知混合物已經完全反應，此時放出氣體的質量為最大質量，然后根據氣體的量求解．