Question

【題目】實驗室有一瓶K2CO3和K2SO4的混合溶液，某化學興趣小組欲設計實驗對該混合溶液進行定量分析。他們經過討論后設計了如圖甲所示裝置進行實驗探究：

a．按圖甲組裝儀器，檢查氣密性，并裝好藥品；

b．打開A中活塞，通入N2一段時間，再關閉活塞，稱得D裝置的質量為m1 g；

c．逐滴加入BaCl2溶液至不再產生沉淀；關閉分液漏斗，再用針筒注入稀鹽酸，至不再產生氣體，實驗過程中測得錐形瓶中沉淀的數據如上圖乙；

d．打開A中活塞，緩緩通一會兒N2；

e．再稱得D裝置的質量為m2 g。

請你根據題意回答下列問題：

（1）24.36 g沉淀中含有什么物質？____________________（填化學式）。針筒注入稀鹽酸時產生氣體的化學方程式為_________________________________。

（2）求原混合液中K2SO4的質量分數_____。

（3）小明略加思考后說，通過D裝置的質量變化可以求出混合溶液中K2CO3的質量分數，結果_____（選填“偏大”“偏小”或“不變”），理由是_______________________。

Answer 1

【答案】 BaCO3、BaSO4 BaCO3 + 2HCl === BaCl2 + H2O + CO2↑ 3.48% 偏大 鹽酸揮發出來的HCl氣體與NaHCO3溶液反應產生的CO2一并被D裝置吸收了，CO2的質量偏大，則求出的K2CO3的含量也偏大

【解析】（1）根據氯化鋇溶液和碳酸鉀溶液反應生成碳酸鋇沉淀和氯化鉀，反應的化學方程式為：K2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2KCl；氯化鋇溶液和硫酸鉀溶液反應生成硫酸鋇沉淀和氯化鉀，K2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2KCl，所以24.36g沉淀中含有碳酸鋇和硫酸鋇；鹽酸和碳酸鋇反應生成氯化鋇、水和二氧化碳，反應的化學方程式為：BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑；

（2）硫酸鋇不溶于稀鹽酸，所以由圖2可知4.66g沉淀就是生成的硫酸鋇沉淀，

設硫酸鉀的質量為x

K2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2KCl

174 233

x 4.66g

x=3.48g

原混合液中K2SO4的質量分數為：×100%=3.48%

答：原混合液中K2SO4的質量分數為3.48%；

（3）鹽酸揮發出的HCl氣體與B裝置中NaHCO3反應，生成的CO2也一并被D裝置中的堿石灰吸收了，所以CO2的質量偏大，導致算出的結果偏大。