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...

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10g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，溶解10g水垢，至少需要质量分数为10%的盐酸的质量是______（最后结果保留一位小数）．

（1）根据产生CO2气体的情况图，可得知碳酸钙完全反应时放出二氧化碳3.3g；由放出二氧化碳的质量，根据碳酸钙与盐酸反应的化学方程式，计算出水垢样品中碳酸钙的质量，从而计算碳酸钙与水垢样品的质量比即水垢中碳酸钙的质量分数；（2）分别计算水垢中碳酸钙与氢氧化镁完全反应所消耗HCl的质量，利用溶液中溶质质量分数计算公式，由溶质质量及溶液的溶质质量分数计算溶液的质量．【解析】（1）根据产生CO2气体的情况图，可得知碳酸钙完全反应时放出二氧化碳3.3g；设水垢中碳酸钙的质量为x，消耗HCl的质量为y CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑ 100 73 44 x y 3.3g = x=7.5g = y=5.475g 水垢中碳酸钙的质量分数=×100%=75% 答：水垢中碳酸钙的质量分数是75%；（2）设氢氧化镁完全反应消耗HCl的质量为z 2HCl+Mg（OH）2═MgCl2+2H2O 73 58 z 10g-7.5g=2.5g = z≈3.147g 至少需要质量分数为10%的盐酸的质量==86.2g 故答案为：86.2g．

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考点分析：

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[提出问题]过氧化钠与水反应生成了什么物质？为什么脱脂棉会燃烧？
[猜想]①可能有一种气体和另一种物质生成
②反应过程中可能有能量变化
[设计装置]如图所示
[实验探究]
实验一：探究反应后生成的气体是什么？
（1）打开如图装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃．说明生成的气体是______；
（2）实验中，还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出，请解释产生该现象的原因：______．
实验二：探究反应后生成的另一种物质是什么？
（1）小明猜想另一种物质是Na₂CO₃，小军认为不可能．为了证实小军的看法，请你设计
一个证明CO₃^2-不存在的实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
______	______	生成物中没有CO₃^2-

（2）小军取反应后所得的溶液于试管中，滴入无色酚酞试液，发现试管中的溶液变成红色，说明反应后所得的溶液呈______性；
[表达]小军根据实验探究的结果，写出了过氧化钠和水反应的化学方程式为______．
[发现问题]小娟发现在小军的实验中，试管中的溶液变成红色后，一会儿又变成无色．
[深入探究]实验三：探究滴入无色酚酞试液后，变成红色的溶液为什么会褪色？
小娟经查阅资料，设计了如下实验方案，并将有关现象记录在下表中．

实验序号	实验方案	实验现象
1	将水滴入盛有过氧化钠固体的试管中，配制成溶液，用带火星的木条检验生成的气体	反应激烈，有大量气体产生，并能使木条复燃
2	取三份实验1所得溶液分装于三支试管中是进行如下实验： ①第一份中加入紫色石蕊试液 ②第二份中加入无色酚酞试液 ③第三份中先加水再加入无色酚酞试液	①溶液变蓝且长时间不褪色 ②溶液显红色，半分钟内褪色 ③溶液显红色，半分钟内褪色
3	①称取3.9g过氧化钠固体，逐滴加入约50mL水． ②待不再产生气体，10min以后，加入用小纸片包好的MnO₂，迅速塞紧双孔塞，轻轻摇动反应器，纸包自动散开，MnO₂与溶液开始接触．	①测得氧气体积为185mL左右 ②又产生大量氧气，至反应完全以后，又测得产生了374mL氧气（两次测定条件均相同）

（1）根据小娟的实验探究，过氧化钠和水反应除了小军写出的反应外还存在另一个反应，其化学方程式为______．
（2）综合分析上述实验，猜想使变红的酚酞褪色的物质是______，请你用实验1所得的溶液，设计一个简单实验证明你的猜想______．
（3）根据实验3测得的气体体积说明了______．
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试题属性

题型：解答题
难度：中等