Question

長久使用的熱水瓶底部有一層水垢．為了除去熱水瓶底部的水垢，研究性學習小組的同學進行了下列研究和實驗：
【查閱資料】水垢的主要成分是CaCO₃和Mg（OH）₂；Mg（OH）₂與鹽酸反應化學方程式為Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O．
【實驗】取50g水垢的樣品（雜質不與鹽酸和水反應）放入燒杯中，加入足量的質量分數為10%鹽酸，使樣品完全反應，并記錄反應過程中混合物質量的變化．燒杯及樣品和稀鹽酸的質量（m）起始時為300g．實驗數據記錄如下：

反應時間（min）	2	4	6	8	10	12	14	16
m（g）	294.5	290.0	286.0	286.0	283.0	282.4	282.4	282.4

【分析與研究】
（1）分析表中記錄的數據，你認為反應時間為______min時記錄的質量數據是錯誤的．
（2）Mg（OH）₂中鎂、氧、氫三種元素的質量比為______．
（3）反應后的混合物中含有CaCl₂和MgCl₂．9.5g MgCl₂含有的氯元素的質量與______g HCl含有的氯元素的質量相當．
（4）水垢中碳酸鈣的質量分數是多少？

Answer 1

（1）碳酸鈣與稀鹽酸反應產生二氧化碳氣體從燒杯中逸出，從而造成燒杯及樣品和稀鹽酸的質量減少，氫氧化鎂與稀鹽酸反應不產生氣體，不會造成燒杯及樣品和稀鹽酸的質量減少．由表中數據可知：8min時和6min時燒杯及樣品和稀鹽酸的質量相等，均為286.0g，比10min時的質量283.0g大，說明8～10min時碳酸鈣與稀鹽酸的反應仍在進行；而8min與6min時燒杯及樣品和稀鹽酸的質量相等，說明6～8min時碳酸鈣與稀鹽酸的反應已經完成．這顯然這是不可能的，不可能前邊反應完成，后邊反應又會進行．只能說明8min時記錄的數據是錯誤的．
（2）氫氧化鎂中鎂、氧、氫三元素的質量比為24：（16×2）：（1×2）=12：16：1
（3）HCl的質量為9.5g×

35.5×2

95

÷

35.5

36.5

=7.3g
（4）設50g水垢中含CaCO₃的質量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100-------------------44
x--------------------17.6g

100

44

=

x

17.6g

，
x=40g
水垢中碳酸鈣的質量分數為

40g

50g

×100%=80%
答：水垢中碳酸鈣的質量分數為80%．
故答案為：（1）8；（2）12：16：1；（3）7.3；（4）水垢中碳酸鈣的質量分數為80%．