Question

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12.5g水垢中，产生CO₂气体的情况如下图所示．
（1）从图中可以看出，12.5g水垢与盐酸反应后生成的二氧化碳最多是______g．
（2）水垢中碳酸钙的质量分数是多少？
（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12.5 g水垢，至少需要质量分数为10%的盐酸的质量是______g（最后结果保留一位小数）．

Answer

（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；
（2）根据碳酸钙与盐酸反应的化学方程式和生成的气体的质量，即可求出水垢中碳酸钙的质量，然后根据质量分数公式计算即可；
（3）根据氢氧化镁与盐酸反应的化学方程式和氢氧化镁的质量，即可计算出与氢氧化镁反应的HCl的质量，然后根据溶质的质量分数公式计算即可．
【解析】
（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；
故答案为：3.3．
（2）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   73              44
x     y              3.3g
∴100：44=x：3.3g，73：44=y：3.3g
解之得：x=7.5g，y=5.475g，
水垢中碳酸钙的质量分数为：7.5g÷12.5g×100%=60%．
答：水垢中碳酸钙的质量分数为60%．
（3）设与氢氧化镁反应的HCl的质量为z，
Mg（0H）2+2HCl=MgCl2+2H2O
58            73
12.5g-7.5g    z
∴58：73=（12.5g-7.5g）：z，
解之得：z=6.293g，
（5.475g+6.293g）÷10%≈117.7g．
故答案为：117.7g．