题目内容

某化学兴趣小组在化肥超市中发现某种钾肥样品，其成分为碳酸钾、氯化钾及少量不含钾元素的难溶性杂质．为测定该钾肥样品中碳酸钾质量和钾元素的质量分数，小峰与他的同学进行了如下实验：
①称取15g钾肥样品，放入锥形瓶（质量为50g ）中，同时将装有药品的锥形瓶置于电子天平称量数据如如图所示；

②直接向天平上的锥形瓶中加入20g稀盐酸，而后每隔30秒向锥形瓶中加入20g稀盐酸，并将加入前天平上的示数纪录表中

时间/s	30	60	90	120	150	180	210	240
示数/g	84.45	103.90	123.35	142.80	162.80	182.80	252.00	222.80

③将锥形瓶中的混合物过滤；
④取滤液蒸发，并称量蒸发后得到固体质量（不含结晶水）14.9g
问题：
（1）第②步实验中记录的数据不合理的是时间为

秒的数据，该数据应舍去．并请根据表格，在如图所示坐标系中画出符合题意的图象．

（2）同学们认为测定二氧化碳质量的实验方法还可以有

．
（3）根据实验可知样品中碳酸钾质量为多少？
（4）该样品中钾元素质量分数为多少？

分析：（1）反应前容器内所有物质的总质量与天平示数的差值就是二氧化碳的质量，分别计算出每一次反应生成的二氧化碳气体的质量，就可以分析出哪组数据不合理，然后根据数据绘制反应图象．
（2）测定二氧化碳的质量还可以先测出气体的体积，然后根据密度求出质量；也可以用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，称量氢氧化钠溶液的质量变化情况，得出结论．
（3）根据所有样品完全反应后生成的二氧化碳的质量，依据碳酸钾和盐酸反应的化学方程式计算即可求出样品中碳酸钾的质量．
（4）根据质量守恒定律可知，滤液里氯化钾中钾元素的质量就是原样品中钾元素的质量，根据氯化钾的质量和氯化钾中钾元素的质量分数就可求出钾元素的质量，然后根据样品的总质量求出钾元素的质量分数．

解答：解：（1）由表中数据可以计算出每一时间时生成气体的质量：
30s时生成二氧化碳的质量为：15g+50g+20g-84.45g=0.55g
60s时生成二氧化碳的质量为：15g+50g+20g+20g-103.9g=1.1g
90s时生成二氧化碳的质量为：15g+50g+20g+20g+20g-123.35g=1.65g
120s时生成二氧化碳的质量为：15g+50g+20g+20g+20g+20g-142.80g=2.2g
150s时生成二氧化碳的质量为：15g+50g+20g+20g+20g+20g+20g-162.80g=2.2g
180s时生成二氧化碳的质量为：15g+50g+20g+20g+20g+20g+20g+20g-182.80g=2.2g
210s时生成二氧化碳的质量为：15g+50g+20g+20g+20g+20g+20g+20g+20g-252.00g=-37g
240s时生成二氧化碳的质量为：15g+50g+20g+20g+20g+20g+20g+20g+20g+20g-222.80g=2.2g
由计算数据可知，在120s时反应停止，生成的气体保持在2.2g不变，所以210s时数据不合理，生成气体不可能为负值，也应该计算出生成气体为2.2g．
故答案为：210；
图象如下：

（2）要测得生成二氧化碳的质量可以通过测定二氧化碳的体积，然后再根据密度求出质量；也可以用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体，通过氢氧化钠溶液质量的变化情况求出二氧化碳的质量．
故答案为：通过测量二氧化碳的体积，而后查阅二氧化碳的密度，进而得到二氧化碳的质量．
（或“用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体，通过测得氢氧化钠溶液质量变化得到二氧化碳的质量．”）
（3）根据以上分析可知样品与盐酸充分反应后生成的二氧化碳的总质量为2.2g．
设样品中碳酸钾的质量为x
K₂CO₃+2HCl=2KCl+H₂O+CO₂↑
138 44
x 2.2g

138

2.2g

x=6.9g
答：样品中碳酸钾的质量为6.9g．
（4）∵样品与盐酸充分反应后过滤，滤液中只含有氯化钾，
∴氯化钾的质量为14.9g
∴钾元素的质量=14.9g×

39+35.5

×100%=7.8g
∴样品中钾元素的质量分数=

7.8g

15g

×100%=52%
答：样品中钾元素的质量分数是52%．

点评：本题通过测定化肥中有效成分的质量和质量分数，考查我们分析数据的能力，并要求根据有效数据进行化学方程式的计算和元素质量分数的计算．