Question

某化學興趣小組在化肥超市中發(fā)現(xiàn)某種鉀肥樣品，其成分為碳酸鉀、氯化鉀及少量不含鉀元素的難溶性雜質(zhì)．為測定該鉀肥樣品中碳酸鉀質(zhì)量和鉀元素的質(zhì)量分數(shù)，小峰與他的同學進行了如下實驗：
①稱取15g鉀肥樣品，放入錐形瓶（質(zhì)量為50g ）中，同時將裝有藥品的錐形瓶置于電子天平稱量數(shù)據(jù)如如圖所示；

②直接向天平上的錐形瓶中加入20g稀鹽酸，而后每隔30秒向錐形瓶中加入20g稀鹽酸，并將加入前天平上的示數(shù)紀錄表中

時間/s	30	60	90	120	150	180	210	240
示數(shù)/g	84.45	103.90	123.35	142.80	162.80	182.80	252.00	222.80

③將錐形瓶中的混合物過濾；
④取濾液蒸發(fā)，并稱量蒸發(fā)后得到固體質(zhì)量（不含結(jié)晶水）14.9g
問題：
（1）第②步實驗中記錄的數(shù)據(jù)不合理的是時間為______秒的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)應舍去．并請根據(jù)表格，在如圖所示坐標系中畫出符合題意的圖象．

（2）同學們認為測定二氧化碳質(zhì)量的實驗方法還可以有______．
（3）根據(jù)實驗可知樣品中碳酸鉀質(zhì)量為多少？
（4）該樣品中鉀元素質(zhì)量分數(shù)為多少？

Answer 1

解：（1）由表中數(shù)據(jù)可以計算出每一時間時生成氣體的質(zhì)量：
30s時生成二氧化碳的質(zhì)量為：15g+50g+20g-84.45g=0.55g
60s時生成二氧化碳的質(zhì)量為：15g+50g+20g+20g-103.9g=1.1g
90s時生成二氧化碳的質(zhì)量為：15g+50g+20g+20g+20g-123.35g=1.65g
120s時生成二氧化碳的質(zhì)量為：15g+50g+20g+20g+20g+20g-142.80g=2.2g
150s時生成二氧化碳的質(zhì)量為：15g+50g+20g+20g+20g+20g+20g-162.80g=2.2g
180s時生成二氧化碳的質(zhì)量為：15g+50g+20g+20g+20g+20g+20g+20g-182.80g=2.2g
210s時生成二氧化碳的質(zhì)量為：15g+50g+20g+20g+20g+20g+20g+20g+20g-252.00g=-37g
240s時生成二氧化碳的質(zhì)量為：15g+50g+20g+20g+20g+20g+20g+20g+20g+20g-222.80g=2.2g
由計算數(shù)據(jù)可知，在120s時反應停止，生成的氣體保持在2.2g不變，所以210s時數(shù)據(jù)不合理，生成氣體不可能為負值，也應該計算出生成氣體為2.2g．
故答案為：210；
圖象如下：

（2）要測得生成二氧化碳的質(zhì)量可以通過測定二氧化碳的體積，然后再根據(jù)密度求出質(zhì)量；也可以用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳氣體，通過氫氧化鈉溶液質(zhì)量的變化情況求出二氧化碳的質(zhì)量．
故答案為：通過測量二氧化碳的體積，而后查閱二氧化碳的密度，進而得到二氧化碳的質(zhì)量．
（或“用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳氣體，通過測得氫氧化鈉溶液質(zhì)量變化得到二氧化碳的質(zhì)量．”）
（3）根據(jù)以上分析可知樣品與鹽酸充分反應后生成的二氧化碳的總質(zhì)量為2.2g．
設樣品中碳酸鉀的質(zhì)量為x
K₂CO₃+2HCl=2KCl+H₂O+CO₂↑
138 44
x 2.2g
=
x=6.9g
答：樣品中碳酸鉀的質(zhì)量為6.9g．
（4）∵樣品與鹽酸充分反應后過濾，濾液中只含有氯化鉀，
∴氯化鉀的質(zhì)量為14.9g
∴鉀元素的質(zhì)量=14.9g××100%=7.8g
∴樣品中鉀元素的質(zhì)量分數(shù)=×100%=52%
答：樣品中鉀元素的質(zhì)量分數(shù)是52%．
分析：（1）反應前容器內(nèi)所有物質(zhì)的總質(zhì)量與天平示數(shù)的差值就是二氧化碳的質(zhì)量，分別計算出每一次反應生成的二氧化碳氣體的質(zhì)量，就可以分析出哪組數(shù)據(jù)不合理，然后根據(jù)數(shù)據(jù)繪制反應圖象．
（2）測定二氧化碳的質(zhì)量還可以先測出氣體的體積，然后根據(jù)密度求出質(zhì)量；也可以用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，稱量氫氧化鈉溶液的質(zhì)量變化情況，得出結(jié)論．
（3）根據(jù)所有樣品完全反應后生成的二氧化碳的質(zhì)量，依據(jù)碳酸鉀和鹽酸反應的化學方程式計算即可求出樣品中碳酸鉀的質(zhì)量．
（4）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，濾液里氯化鉀中鉀元素的質(zhì)量就是原樣品中鉀元素的質(zhì)量，根據(jù)氯化鉀的質(zhì)量和氯化鉀中鉀元素的質(zhì)量分數(shù)就可求出鉀元素的質(zhì)量，然后根據(jù)樣品的總質(zhì)量求出鉀元素的質(zhì)量分數(shù)．
點評：本題通過測定化肥中有效成分的質(zhì)量和質(zhì)量分數(shù)，考查我們分析數(shù)據(jù)的能力，并要求根據(jù)有效數(shù)據(jù)進行化學方程式的計算和元素質(zhì)量分數(shù)的計算．