Question

现有10g某种钾盐样品，其成分为碳酸钾、硫酸钾及少量不含钾元素的难溶性杂质．为测定该钾肥样品中钾元素的质量分数，过程如下：
[反应原理]K₂CO₃+H₂SO₄=K₂SO₄+H₂O+CO₂↑
[方法及数据]①将10g该钾肥样品溶于水，过滤出难溶性杂质，得到滤液．
②将溶质质量分数为20%的硫酸溶液逐滴加入到滤液中，至恰好完全反应，测得消耗硫酸溶液的质量为24.5g
③将反应后的溶液蒸干，称量所得白色固体质量为11.2g．
[数据处理]根据实验数据计算（整个过程的损失忽略不计；计算结果精确到0.1）：
（1）样品中碳酸钾的质量；
（2）样品中钾元素的质量分数．

Answer 1

分析：（1）根据反应原理由消耗的硫酸质量求出碳酸钾的质量．
（2）蒸干后的11.2g白色固体为K₂SO₄，其中的钾元素，都来源于原混合物中硫酸钾和碳酸钾，所以11.2gK₂SO₄中的钾元素的质量就是原10g混合物中所有钾元素的质量．从而可求出钾元素的质量分数．

解答：解：（1）设样品中碳酸钾的质量为x
      K₂CO₃+H₂SO₄=K₂SO₄+H₂O+CO₂↑
      138    98
      x    24.5g×20%
         

x

24.5g×20%

=

138

98

x=6.9g
   （2）样品中钾元素的质量：11.2g×

78

174

×100%═5.02g
        样品中钾元素的质量分数：

5.02g

10g

×100%═50.2%
答：样品中碳酸钾的质量为6.9g，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既提高了学生的分析计算能力又提高了学生的实验设计能力