Question

某種鉀肥樣品，其成分為碳酸鉀、氯化鉀和少量不含鉀元素的難容雜質．為測定該鉀肥樣品中鉀元素的含量，進行如下實驗：①稱取10g該樣品溶于水，過濾出去難容雜質，得到濾液；②在說得濾液中逐滴加入溶質質量分數為10%的稀鹽酸，至恰好完全反應時測得所消耗的稀鹽酸質量為36.5g；③將反應后的溶液蒸干，稱得所得白色固體為10.2g．
請你根據實驗數據計算：
（1）樣品中碳酸鉀的質量；
（2）樣品中鉀元素的質量分數；
（3）用pH試紙測定第②步反應后溶液的pH，結果溶液pH大于7，你認為上述實驗測得樣品中鉀元素的質量分數比實際值______（填“大”、“小”或“不變”）理由是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）氯化鉀不與稀鹽酸反應，碳酸鉀與稀鹽酸反應生成氯化鉀、水和二氧化碳，由恰好完全反應時所消耗鹽酸的質量，計算出參加反應的碳酸鉀的質量；
（2）恰好完全反應后所得溶液為氯化鉀溶液，溶液蒸干后所得白色固體為氯化鉀，其中鉀元素的質量即樣品中鉀元素質量，利用該質量與樣品的質量比求得樣品中鉀元素的質量分數；
（3）反應后溶液的pH大于7，可判斷碳酸鉀并未完全反應；根據碳酸鉀與鹽酸反應的化學方程式，分析碳酸鉀與氯化鉀的質量關系，判斷溶液蒸干所得白色固體質量的偏差，從而判斷以上計算樣品中鉀元素的質量分數的偏差．
解答：解：（1）設碳酸鉀質量為x
K₂CO₃+2HCl═2KCl+H₂O+CO₂↑
138    73
x    36.5×10%
 
x=6.9g
答：樣品中碳酸鉀的質量為6.9g；
（2）鉀元素的質量分數==53.4%；
答：樣品中鉀元素的質量分數為53.4%；
（3）根據反應的化學方程式K₂CO₃+2HCl═2KCl+H₂O+CO₂↑，可得知反應中碳酸鉀與氯化鉀的質量比=138：149，即碳酸鉀反應生成氯化鉀后固體質量增加；而題中在反應后測定溶液的pH大于7，說明碳酸鉀并未完全反應，則溶液蒸干所得白色固體質量會偏小，使得所計算的樣品中鉀元素質量也偏小；
故答案為：小；蒸干后得到的固體中含有碳酸鉀，使白色固體質量偏小．
點評：本題因涉及實驗的誤差分析而使問題的難度大大增加，誤差分析時，利用反應的化學方程式中物質的質量比對是否完全反應對反應后溶質質量的影響進行判斷．