Question

15．氫氧化鉀與氫氧化鈉有相似的性質(zhì)：放置在空氣中極易吸收空氣中的水分而潮解．也易與CO₂反應(yīng)而變質(zhì)．某學(xué)習(xí)小組對實驗室久置的KOH的變質(zhì)程度進行探究：先稱取10gKOH樣品，配成溶液，然后向溶液中逐滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.6%的稀鹽酸，實驗測得加入稀鹽酸的質(zhì)量與產(chǎn)生CO₂氣體的質(zhì)量關(guān)系如圖所示．
（1 ）KOH變質(zhì)的原因CO₂+2KOH═K₂CO₃+H₂O（用化學(xué)方程式表示）．
（2）由圖象，該學(xué)習(xí)小組判斷KOH樣品部分變質(zhì)，他們的判斷依據(jù)是開始沒有氣泡產(chǎn)生，說明稀鹽酸先與氫氧化鉀反應(yīng)，氫氧化鉀被消耗完，稀鹽酸再與碳酸鉀反應(yīng)，才有氣泡產(chǎn)生．請你選用其它類別的物質(zhì)重新設(shè)計實驗證明他們的判斷是正確的（寫出實驗操作步驟、現(xiàn)象和結(jié)論）．
（3）古法中，將貝殼灼燒后的固體與草木灰（主要成分是K₂CO₃）在水中相互作用制取KOH．在上述過程中，發(fā)生化合反應(yīng)的現(xiàn)象是放熱．發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca（OH）₂+K₂CO₃═2KOH+CaCO₃↓．
（4）超氧化鉀KO₂ 又稱“化學(xué)氧自救器”，用于煤礦井下應(yīng)急．它能與人呼出的CO₂接觸產(chǎn)生氧氣，同時生成碳酸鉀．發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方化學(xué)式是4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂．
（5）試根據(jù)圖象計算：l0gKOH樣品中未變質(zhì)的KOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)久置的氫氧化鉀變質(zhì)的原因是與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鉀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO₂+2KOH═K₂CO₃+H₂O．
（2）根據(jù)氫氧化鉀變質(zhì)后會生成碳酸鉀，只要檢驗是否含有CO₃^2-，就能判斷是否變質(zhì)了；為證明溶液部分變質(zhì)，即要證明溶液中既有氫氧化鉀又有碳酸鉀；由于兩物質(zhì)都能使酚酞變紅，因此需要先加入試劑除去溶液中的碳酸鉀，然后再使用酚酞檢驗氫氧化鉀的存在．
（3）本題是典型的文字?jǐn)⑹鍪叫畔⒔o予題，根據(jù)創(chuàng)設(shè)的三個問題可知，要解決問題必須弄清制備氫氧化鉀的反應(yīng)過程，結(jié)合本題信息，再聯(lián)想學(xué)過的氫氧化鈉的制備，可以提煉出其中有效信息，明確其反應(yīng)過程：①貝殼（主要成分是碳酸鈣）灼燒：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；②灼燒后的固體與水作用：CaO+H₂O═Ca（OH）₂；③氫氧化鈣與草木灰（主要成分是碳酸鉀）在水中作用：Ca（OH）₂+K₂CO₃═2KOH+CaCO₃↓．以上三種反應(yīng)就是三種基本類型，即分解反應(yīng)、化合反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)，
（4）根據(jù)二氧化碳和超氧化鉀反應(yīng)的反應(yīng)物、生成物及方程式的書寫方法書寫方程式；
（5）由圖可知生成二氧化碳的質(zhì)量；根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量求出碳酸鉀的質(zhì)量，以及氫氧化鉀的質(zhì)量．

解答 解：
（1）久置的氫氧化鉀變質(zhì)的原因是與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鉀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO₂+2KOH═K₂CO₃+H₂O．
（2）由圖象，該學(xué)習(xí)小組判斷KOH樣品部分變質(zhì)，他們的判斷依據(jù)是加稀鹽酸，開始沒有氣泡產(chǎn)生，說明稀鹽酸先與氫氧化鉀反應(yīng)，氫氧化鉀被消耗完，
稀鹽酸再與碳酸鉀反應(yīng)，有氣泡產(chǎn)生．
鑒別溶液中既有氫氧化鉀又含有碳酸鉀時，可首先加入氯化鋇或氯化鈣等鹽把溶液中的碳酸鉀變成沉淀而除去，而氫氧化鉀不與此類物質(zhì)反應(yīng)，所以，產(chǎn)生沉淀后進行過濾，向濾液滴加無色酚酞時，濾液變紅可說明濾液中含有氫氧化鉀；產(chǎn)生的白色沉淀可以說明溶液中含有碳酸鉀；
（3）貝殼（主要成分是碳酸鈣）灼燒：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑，屬于分解反應(yīng)，灼燒后的固體與水作用：CaO+H₂O═Ca（OH）₂，屬于化合反應(yīng)，氫氧化鈣與草木灰（主要成分是碳酸鉀）在水中作用：Ca（OH）₂+K₂CO₃═2KOH+CaCO₃↓，屬于復(fù)分解反應(yīng)；
在上述過程中，發(fā)生化合反應(yīng)的現(xiàn)象是放熱；氫氧化鈣與碳酸鉀的反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)，化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+K₂CO₃=2KOH+CaCO₃↓；
（4）二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)的產(chǎn)物K₂CO₃和O₂，方程式是4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂；
（5）由圖可知生成二氧化碳的質(zhì)量2.2g；
設(shè)樣品中K₂CO₃的質(zhì)量為x．
K₂CO₃+2HCl=2KCl+H₂O+CO₂↑
99                                   44
x                                     2.2g
$\frac{99}{x}=\frac{44}{2.2g}$
x=4.95g
l0gKOH樣品中未變質(zhì)的KOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{10g-4.95g}{10g}×$100%=50.5%
答案：
（1）CO₂+2KOH═K₂CO₃+H₂O．
（2）開始沒有氣泡產(chǎn)生，說明稀鹽酸先與氫氧化鉀反應(yīng)，氫氧化鉀被消耗完，稀鹽酸再與碳酸鉀反應(yīng)，才有氣泡產(chǎn)生；
取少量樣品溶液于試管中，加入過量BaCl₂溶液，過濾，有白色沉淀生成，說明樣品溶液中含K₂CO₃溶液；
取濾液于試管中，滴加無色酚酞試液，溶液呈紅色，說明樣品溶液中含有KOH；
（3）放熱；Ca（OH）₂+K₂CO₃═2KOH+CaCO₃↓；
（4）4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂；
（5）50.5%．

點評 本題綜合考查了學(xué)生對圖象問題的識別能力，近幾年中考題中對此類問題的考查越來越多，解題關(guān)鍵還是要看明確圖象所表示的意義，綜合性較強，易出錯．