Question

5．為了對氯化鉀樣品（含有少量KNO₃）進行組分析．甲．乙．丙．三位同學分別進行試驗，他們的實驗數據如下，請仔細觀察分析，回答下列問題：

	甲	乙	丙
所取固體樣品的質量（克）	20	10	10
加入AgNO3溶液的質量（克）	100	100	150
反應后所得的沉淀質量（克）	14.35	14.35	14.35

（1）樣品中的KCl的質量分數是多少？
（2）三位同學分別把反應后的溶液過濾，哪一位同學所得的濾液是只含有一種溶質的溶液？此溶液的溶質質量分數是多少．

Answer 1

分析 （1）由生成沉淀的質量根據硝酸銀與氯化鉀反應的化學方程式可以計算出樣品中氯化鉀的質量和生成硝酸鉀的質量，進而計算出樣品中氯化鉀的質量分數．
（2）只有恰好完全反應時，所得溶液中的溶質和原固體中所含的雜質才是同一種物質．所得溶液中溶質的質量由生成的硝酸鉀和固體中含有的硝酸鉀兩部分組成；所得溶液的質量為固體質量與硝酸銀溶液的質量和去掉生成沉淀的質量．根據溶質質量分數的計算公式可以計算出所得溶液中溶質的質量分數．

解答 解：甲、乙兩組數據對照，說明甲中固體過量，硝酸銀溶液完全反應；乙、丙兩組數據對照，說明丙中硝酸銀溶液過量，固體完全反應；以上分析說明乙中固體于硝酸銀溶液恰好完全反應．計算時應以乙組數據為準．
甲同學得到的溶液中，含有的溶質是硝酸鉀和氯化鉀，硝酸鉀包括樣品中的硝酸鉀和反應生成的硝酸鉀，氯化鉀是過量剩余的氯化鉀；
丙同學得到的溶液中，含有硝酸鉀和硝酸銀，硝酸鉀包括樣品中的硝酸鉀和反應生成的硝酸鉀，硝酸銀是過量剩余的硝酸銀；
乙同學得到的溶液中，只含有硝酸鉀，包括樣品中的硝酸鉀和反應生成的硝酸鉀，
設樣品中氯化鉀的質量為x，反應生成的硝酸鉀質量為y，
KCl+AgNO₃=KNO₃+AgCl↓
74.5              101   143.5
 x                   y    14.35g
$\frac{14.5}{x}=\frac{101}{y}=\frac{143.5}{14.35g}$
x=7.45g，y=10.1g，
樣品中的KCl的質量分數是$\frac{7.45g}{10g}×$100%=74.50%
10g樣品中，硝酸鉀的質量為：10g-7.45g=2.55g，
則最后所得溶液中，溶質硝酸鉀的質量為：10.1g+2.55g=12.65g，
溶液質量為：10g+100g-14.35g=95.65g，
此溶液中溶質的質量分數為：$\frac{12.65g}{95.65g}$×100%=13.2%，
答案：
（1）樣品中的KCl的質量分數是74.50%；
（2）乙； 此溶液中溶質的質量分數為13.2%．

點評 計算溶液的質量分數時，要注意溶質包括樣品中的硝酸鉀和反應生成的硝酸鉀，因為樣品中的硝酸鉀溶于水后形成溶液的一部分．