Question

求化学学的好的！！要详细过程！

某校化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，将足量质量分数为10％的盐酸加入到15.8g水垢中，产生CO2气体的情况如下图所示。
（1）从图中可以看出，15.8g水垢与盐酸反应后生成二氧化碳的质量最多是 g。（1分）
（2）水垢中碳酸钙的质量是多少? （1分）
（3）假设水垢中除碳酸钙和氢氧化镁外，不含有其它杂质，溶解15.8g水垢，至少需要质量分数为10％的盐酸的质量是多少？（3分

Answer 1

（1）从图中看出生产CO2质量最多的是4.4g（80s后不再CO2的质量不再增加，说明碳酸钙已反应完全）；
（2）根据盐酸和碳酸钙反应的方程式2HCl+CaCO3=CaCl2+CO2+H2O及由（1）所知的CO2的质量列出比例式可求碳酸钙的质量m（CaCO3）=(100g/mol × 4.4g) / 44g/mol=10g；
（3）由（2）知15.8g水垢中有10g CaCO3，则其中氢氧化镁的质量为5.8g；再根据反应2HCl+CaCO3=CaCl2+CO2+H2O可求的溶解10g CaCO3需要纯盐酸的质量为：(71g/mol ×10g) / 100g/mol=7.1g; 同理，根据盐酸和氢氧化镁的反应方程式：2HCl+Mg(OH)2=MgCl2+2H2O 可求得溶解5.8g Mg(OH)2所需纯盐酸的质量为：(71g/mol ×5.8g) / 58g/mol=7.1g。即溶解溶解15.8g水垢所需纯盐酸的质量为7.1g+7.1g=14.2g，从而需要质量分数为10％的盐酸的质量为142g.
过程看似很长，但实际上原理都是非常简单的，不要有畏惧心理。

Answer 2

（1）4.4g （2）CO2全部来源于CaCO3所以CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2有气体上升符号
100 44
x 4.4
所以解得CaCO3=10g
（3）设需要10%盐酸溶质质量yg，与CaCO3反应用盐酸mg，与Mg(OH)2反应用盐酸ng，
则Mg(OH)2为15.8-10=5.8g
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2 Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2O
100 73 58 73
10g m= 7.3g 5.8g n= 7.3g
所以y=7.3+7.3=14.6g这是盐酸溶质的质量，所以所用盐酸溶液质量为14.6/10%=146g

Answer 3

（1）4.4克
（2）CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O
100 44
x 4.4，x=4.4*100/44=10克
（3）CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O
100 73
10 y1，y1=10*73/100=7.3克
Mg（OH）2+2HCl=MgCL2+2H2O
58 73
15.8-10 y2，y2=（15.8-10）*73/58=7.3克
至少需要质量分数为10％的盐酸的质量是（7.3+7.3）/10%=146克。