Question

【題目】草木灰是一種農家肥料，其主要成分是碳酸鉀（K2CO3 ），某興趣小組同學對草木灰的成分產生興趣，進行了如下實驗探究。

（提出問題）草木灰中含有碳酸鉀嗎？

（查閱資料）①碳酸鉀呈無色晶體狀或白色顆粒狀固體，易溶于水，水溶液呈堿性。

②鉀離子的檢驗方法：將鉑絲蘸稀鹽酸在酒精燈火焰上灼燒至無色，蘸取試樣在酒精燈火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察火焰顏色，若火焰呈紫色則含有鉀離子。

（進行實驗）

取少量草木灰放入一只潔凈燒杯中，加入足量水充分攪拌，靜置，待用。

任務一：將鉑絲蘸稀鹽酸在酒精燈火焰上灼燒至無色，蘸取燒杯中上層清液少許在酒精燈火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察火焰顏色，火焰呈紫色，則溶液中含有__________（填離子符號）。

任務二：下面為同學們設計的檢驗 CO32- 實驗方案：

方案 1：甲同學設計了如下實驗方案

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
取上述燒杯中少量上層清液于試管中，滴加足量稀鹽酸	___________	溶液中含有 CO32-

乙同學對甲同學的方案提出質疑：認為要證明 CO32- 存在，還需進一步證明_________________，檢驗的化學反應方程式為_______________。

方案 2：丙同學設計了如下方案。用pH試紙測定上層溶液的酸堿性，pH＞7，溶液中含有CO32-，具體操作方法是____________。

丁同學對上述方案產生質疑：認為溶液 pH＞7，草木灰中可能含有氫氧化鉀。同學們針對丁同學的質疑又進行了如下實驗：取少量上層溶液于試管中，滴加足量 CaCl2 溶液，充分反應后過濾，向濾液中滴幾滴_______________溶液。滴加足量 CaCl2 溶液的作用是_______________。

（反思提高）草木灰作為肥料，適宜在____________（填“酸”“堿”或“中”）性土壤中施用。

Answer 1

【答案】K+ 有氣泡產生 生成氣體是否為二氧化碳 用玻璃棒蘸取少量液體，滴在pH試紙上，將試紙顯示的顏色與標準比色卡比對 CuSO4（或 FeCl3 或無色酚酞）（合理即可） 除去溶液中的碳酸根離子 酸

【解析】

{進行實驗}任務一：由查閱資料可知，含有鉀離子的溶液灼燒時，透過藍色鈷玻璃觀察到火焰顏色呈紫色，所以該溶液中含有鉀離子，鉀離子的化學式為K+，故填K+；

任務二：方案1：如果溶液中含有碳酸根離子，加入稀鹽酸后，會生成二氧化碳氣體，產生的現象是產生氣泡，故填有氣泡產生；

能與稀鹽酸反應生成氣體，不一定是二氧化碳，還需要檢驗生成的氣體是否是二氧化碳，故填生成氣體是否為二氧化碳；

化學上檢驗二氧化碳的方法是將氣體通入澄清的石灰水中，因為二氧化碳能與石灰水中的氫氧化鈣反應生成水和碳酸鈣沉淀使石灰水變渾濁，故反應的化學方程式寫為：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。

方案2：化學上用pH試紙測溶液pH的方法是用玻璃棒蘸取少量液體，滴在pH試紙上，將試紙顯示的顏色與標準比色卡比對，故填用玻璃棒蘸取少量液體，滴在pH試紙上，將試紙顯示的顏色與標準比色卡比對；

氫氧化鉀溶液呈堿性，能夠使無色的酚酞溶液變紅，且氫氧化鉀還能與硫酸銅生成藍色沉淀氫氧化銅，能與氯化鐵反應生成紅褐色沉淀氫氧化鐵，所以檢驗氫氧化鉀的存在時，可先向溶液中滴加足量 CaCl2 溶液，充分反應后過濾，向濾液中滴幾滴硫酸銅溶液，或酚酞溶液，或氯化鐵溶液來檢驗氫氧化鉀是否存在，故填CuSO4（或 FeCl3 或無色酚酞）；

滴加足量的CaCl2 溶液能與溶液中的碳酸根完全反應生成沉淀，避免碳酸鉀對檢驗氫氧化鉀的存在產生干擾，故填除去溶液中的碳酸根離子。

{反思提高}碳酸鉀的水溶液呈堿性，能與酸發生中和反應，所以草木灰適宜在酸性土壤中施用，故填酸。