Question

8．我校科学兴趣小组同学发现，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．他们为了测定水垢中碳酸钙的含量，收集12.5g水垢，将足量的质量分数为10%的盐酸加入到水垢中，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，不含有其它杂质，加入足量的盐酸溶解水垢，测得PH＜7，此时溶液的溶质有CaCl₂、MgCl₂、HCl．（填化学式）

Answer 1

分析 （1）根据反应产生气体的情况图，当反应到120s时放出二氧化碳气体达最大值，为3.3g；放出二氧化碳达最大值时，水垢中碳酸钙完全反应，根据反应的化学方程式，由放出二氧化碳的质量计算出样品中碳酸钙质量，碳酸钙质量与水垢样品质量比可计算水垢中碳酸钙的质量分数；
（2）根据反应的原理及盐酸过量分析．

解答 解：（1）从图中可以看出，表示生成气体的曲线在3.3处成了直线，说明反应已完全，不再有气体生成；产生CO₂气体的质量为3.3g
设12.5g水垢中碳酸钙的质量为x，参与反应的HCl的质量为y，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
x                    3.3g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{3.3．g}$
解之得：x=7.5g，水垢中碳酸钙的质量分数为：$\frac{7.5g}{12.5g}$×100%=60%．
（2）根据反应原理CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑及Mg（0H）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O，又因为测得PH＜7，盐酸过量，所以溶液的溶质有CaCl₂、MgCl₂、HCl．
故答案为：（1）60%（2）CaCl₂、MgCl₂、HCl．

点评 解答此类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，曲线的折点即恰好完全反应，此时放出气体的质量即最大质量这是解答本题的突破口．本题主要考查学生利用化学方程式计算的能力．