Question

8．實驗室有一瓶含有K₂CO₃和K₂SO₄的混合溶液，某化學興趣小組設計實驗來測定溶質的質量分數(shù)．他們經過討論后設計了如下裝置進行實驗探究：

a．按圖組裝儀器，檢查氣密性，把100g混合溶液加入錐形瓶中裝好藥品；
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m₁g；
c．逐滴加入BaCl₂溶液至不再產生沉淀；關閉分液漏斗，再用針筒打入稀鹽酸，至不再產生氣體，實驗過程中測得錐形瓶中沉淀的數(shù)據(jù)如右圖；
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m₂g．
請你根據(jù)題意回答下列問題：
（1）24.36g沉淀中含有什么物質？BaCO₃、BaSO₄（填化學式）．針筒注入稀鹽酸產生氣體的化學方程式為BaCO₃+2HCl=BaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）求原混合液中K₂SO₄的質量分數(shù)．
（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(shù)，結果偏大（選填“偏大”、“不變”或“偏小”），理由是鹽酸揮發(fā)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．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氯化鋇溶液和碳酸鉀溶液反應生成碳酸鋇沉淀和氯化鉀，氯化鋇溶液和硫酸鉀溶液反應生成硫酸鋇沉淀和氯化鉀，鹽酸和碳酸鋇反應生成氯化鋇、水和二氧化碳進行解答；
（2）根據(jù)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，利用硫酸鋇的質量求出硫酸鉀的質量，即可求出原混合液中K₂SO₄的質量分數(shù)；
（3）根據(jù)鹽酸揮發(fā)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進行解答．

解答 解：（1）根據(jù)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
$\frac{174}{x}$=$\frac{233}{4.66g}$
x=3.48g
原混合液中K₂SO₄的質量分數(shù)為：$\frac{3.48g}{100g}$×100%=3.48%
答：原混合液中K₂SO₄的質量分數(shù)為3.48%；
（3）鹽酸揮發(fā)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．
故答案為：（1）BaCO₃、BaSO₄；BaCO₃+2HCl=BaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）3.48%；
（3）偏大，鹽酸揮發(fā)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．

點評 實驗探究題包括實驗方法和過程的探究，實驗結論和實驗規(guī)律的探究等．本題通過實驗資料和實驗分析，得到了正確的結論，屬于結論性探究．同學們要具體分析，綜合掌握．