Question

（2010?常州二模）某化學興趣小組在化肥超市中發現某種鉀肥樣品，其成分為碳酸鉀、氯化鉀及少量不含鉀元素的難溶性雜質．為測定該鉀肥樣品中碳酸鉀質量和鉀元素的質量分數，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（質量為50g ）中，同時將裝有藥品的錐形瓶置于電子天平稱量數據如如圖所示；

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紀錄表中

時間/s	30	60	90	120	150	180	210	240
示數/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，并稱量蒸發后得到固體質量（不含結晶水）14.9g
問題：
（1）第②步實驗中記錄的數據不合理的是時間為______秒的數據，該數據應舍去．并請根據表格，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量的實驗方法還可以有______．
（3）根據實驗可知樣品中碳酸鉀質量為多少？
（4）該樣品中鉀元素質量分數為多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）反應前容器內所有物質的總質量與天平示數的差值就是二氧化碳的質量，分別計算出每一次反應生成的二氧化碳氣體的質量，就可以分析出哪組數據不合理，然后根據數據繪制反應圖象．
（2）測定二氧化碳的質量還可以先測出氣體的體積，然后根據密度求出質量；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量變化情況，得出結論．
（3）根據所有樣品完全反應后生成的二氧化碳的質量，依據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量．
（4）根據質量守恒定律可知，濾液里氯化鉀中鉀元素的質量就是原樣品中鉀元素的質量，根據氯化鉀的質量和氯化鉀中鉀元素的質量分數就可求出鉀元素的質量，然后根據樣品的總質量求出鉀元素的質量分數．
解答：解：（1）由表中數據可以計算出每一時間時生成氣體的質量：
30s時生成二氧化碳的質量為：15g+50g+20g-84.45g=0.55g
60s時生成二氧化碳的質量為：15g+50g+20g+20g-103.9g=1.1g
90s時生成二氧化碳的質量為：15g+50g+20g+20g+20g-123.35g=1.65g
120s時生成二氧化碳的質量為：15g+50g+20g+20g+20g+20g-142.80g=2.2g
150s時生成二氧化碳的質量為：15g+50g+20g+20g+20g+20g+20g-162.80g=2.2g
180s時生成二氧化碳的質量為：15g+50g+20g+20g+20g+20g+20g+20g-182.80g=2.2g
210s時生成二氧化碳的質量為：15g+50g+20g+20g+20g+20g+20g+20g+20g-252.00g=-37g
240s時生成二氧化碳的質量為：15g+50g+20g+20g+20g+20g+20g+20g+20g+20g-222.80g=2.2g
由計算數據可知，在120s時反應停止，生成的氣體保持在2.2g不變，所以210s時數據不合理，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量可以通過測定二氧化碳的體積，然后再根據密度求出質量；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量的變化情況求出二氧化碳的質量．
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量變化得到二氧化碳的質量．”）
（3）根據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量為2.2g．
設樣品中碳酸鉀的質量為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，
∴氯化鉀的質量為14.9g
∴鉀元素的質量=14.9g××100%=7.8g
∴樣品中鉀元素的質量分數=×100%=52%
答：樣品中鉀元素的質量分數是52%．
點評：本題通過測定化肥中有效成分的質量和質量分數，考查我們分析數據的能力，并要求根據有效數據進行化學方程式的計算和元素質量分數的計算．