Question

現有10g某種鉀鹽樣品，其成分為碳酸鉀、硫酸鉀及少量不含鉀元素的難溶性雜質．為測定該鉀肥樣品中鉀元素的質量分數，過程如下：
[反應原理]K₂CO₃+H₂SO₄=K₂SO₄+H₂O+CO₂↑
[方法及數據]①將10g該鉀肥樣品溶于水，過濾出難溶性雜質，得到濾液．
②將溶質質量分數為20%的硫酸溶液逐滴加入到濾液中，至恰好完全反應，測得消耗硫酸溶液的質量為24.5g
③將反應后的溶液蒸干，稱量所得白色固體質量為11.2g．
[數據處理]根據實驗數據計算（整個過程的損失忽略不計；計算結果精確到0.1）：
（1）樣品中碳酸鉀的質量；
（2）樣品中鉀元素的質量分數．

Answer 1

解：（1）設樣品中碳酸鉀的質量為x
K₂CO₃+H₂SO₄=K₂SO₄+H₂O+CO₂↑
138 98
x 24.5g×20%

x=6.9g
（2）樣品中鉀元素的質量：11.2g××100%═5.02g
樣品中鉀元素的質量分數：×100%═50.2%
答：樣品中碳酸鉀的質量為6.9g，鉀元素的質量分數為50.2%
分析：（1）根據反應原理由消耗的硫酸質量求出碳酸鉀的質量．
（2）蒸干后的11.2g白色固體為K₂SO₄，其中的鉀元素，都來源于原混合物中硫酸鉀和碳酸鉀，所以11.2gK₂SO₄中的鉀元素的質量就是原10g混合物中所有鉀元素的質量．從而可求出鉀元素的質量分數．
點評：本題通過實驗探究的方法求混合物中鉀元素的質量分數既提高了學生的分析計算能力又提高了學生的實驗設計能力