问题 问答题

长久使用的热水瓶底部有一层水垢.为了除去热水瓶底部的水垢,研究性学习小组的同学进行了下列研究和实验:

【查阅资料】水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2;Mg(OH)2与盐酸反应化学方程式为Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O.

【实验】取50g水垢的样品(杂质不与盐酸和水反应)放入烧杯中,加入足量的质量分数为10%盐酸,使样品完全反应,并记录反应过程中混合物质量的变化.烧杯及样品和稀盐酸的质量(m)起始时为300g.实验数据记录如下:

反应时间(min)246810121416
m(g)294.5290.0286.0286.0283.0282.4282.4282.4
【分析与研究】

(1)分析表中记录的数据,你认为反应时间为______min时记录的质量数据是错误的.

(2)Mg(OH)2中镁、氧、氢三种元素的质量比为______.

(3)反应后的混合物中含有CaCl2和MgCl2.9.5g MgCl2含有的氯元素的质量与______g HCl含有的氯元素的质量相当.

(4)水垢中碳酸钙的质量分数是多少?

答案

(1)碳酸钙与稀盐酸反应产生二氧化碳气体从烧杯中逸出,从而造成烧杯及样品和稀盐酸的质量减少,氢氧化镁与稀盐酸反应不产生气体,不会造成烧杯及样品和稀盐酸的质量减少.由表中数据可知:8min时和6min时烧杯及样品和稀盐酸的质量相等,均为286.0g,比10min时的质量283.0g大,说明8~10min时碳酸钙与稀盐酸的反应仍在进行;而8min与6min时烧杯及样品和稀盐酸的质量相等,说明6~8min时碳酸钙与稀盐酸的反应已经完成.这显然这是不可能的,不可能前边反应完成,后边反应又会进行.只能说明8min时记录的数据是错误的.

(2)氢氧化镁中镁、氧、氢三元素的质量比为24:(16×2):(1×2)=12:16:1

(3)HCl的质量为9.5g×

35.5×2
95
÷
35.5
36.5
=7.3g

(4)设50g水垢中含CaCO3的质量为x

CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2

100-------------------44

x--------------------17.6g

100
44
=
x
17.6g

x=40g

水垢中碳酸钙的质量分数为

40g
50g
×100%=80%

答:水垢中碳酸钙的质量分数为80%.

故答案为:(1)8;(2)12:16:1;(3)7.3;(4)水垢中碳酸钙的质量分数为80%.

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