Question

为探究某种钾肥（成分为硫酸钾、碳酸钾和少量不含钾元素的难溶物质）中钾元素的质量分数，某实验小组进行了如下实验：
步骤一：取10g该钾肥样品加入适量水充分溶解后，过滤出杂质得到滤液．
步骤二：将溶质质量分数为20%，密度为1.14g/cm³ 硫酸溶液逐滴加入到滤液中，至不再有气泡产生时，测得消耗硫酸溶液的体积为21.5mL．
步骤三：将反应后的溶液蒸干，称量所得白色固体的质量为11.2g．
请你根据所得实验数据（整个过程中的损失忽略不计）计算：
（1）该钾肥中含有碳酸钾的质量为______．
（2）该钾肥中钾元素的质量分数是多少？

Answer 1

【答案】分析：此题是通过实验的方式进行计算，通过方程式的基本计算可求出碳酸钾的质量，混合液中加入硫酸，混合物中的碳酸钾会和硫酸反应转化成硫酸钾，蒸干后的固体即为硫酸钾，根据反应前后元素的质量守恒，所以钾肥中钾元素的质量分数就是硫酸钾中钾元素的质量在10克样品中的质量分数．
解答：解：（1）解：碳酸钾所消耗的硫酸溶液中溶质的质量是：21.5mL×1.14g/cm³×20%=4.9g
         设样品中含有碳酸钾的质量为x
           K₂CO₃+H₂SO₄=K₂SO₄+H₂O+CO₂↑
            138   98   
            x     4.9g
         =
            x=6.9g
（2）样品中钾元素的质量：11.2××100%═5.02g
        样品中钾元素的质量分数：×100%═50.2%
答：样品中的碳酸钾质量是6.9克，样品中钾元素的质量分数为50.2%．
点评：本题通过实验探究的方法求混合物中钾元素的质量分数并结合化学方程式的有关计算，既训练了学生的分析计算能力又提高了学生的实验设计能力，设计的不错．