Question

15．小明同学在实验室中向25g含有不溶于酸的杂质的碳酸钾配置成溶液，溶液中缓慢地滴加10%的稀盐酸，并不断搅拌，发现开始没产生气泡，盐酸加到一定程度才产生气泡，经查询资料后得知，碳酸钾与盐酸反应先生成碳酸氢钾和氯化钾，随着盐酸的加入，碳酸氢钾再和盐酸反应生成氯化钾释放二氧化碳．随着盐酸的加入，溶液中离子数目也相应地发生变化．如图所示，四条曲线分别与溶液中的四种离子的对应
（1）写出碳酸钾与稀盐酸反应的化学方程式K₂CO₃+2HCl═2KCl+H₂O+CO₂↑
（2）其中c线段表示D离子
A、CO₃^2-         B、K⁺
C、Cl^-          D、HCO₃^-
（3）当恰好完全反应时，使用的盐酸量如图所示，求此碳酸钾样品的质量分数．

Answer 1

分析 （1）碳酸钾与稀盐酸反应生成氯化钾、水和二氧化碳，
（2）因考虑K₂CO₃在溶液中电离出K⁺和CO₃^2-，盐酸溶液中存在H⁺、Cl^-，因而出现CO₃^2-₊ H⁺═HCO₃^-，然后HCO₃^-₊ H⁺═H₂O+CO₂，因向一定量的K₂CO₃溶液中缓慢地滴加稀盐酸，即出现如图现象．
（3）根据盐酸的质量和质量分数结合方程式计算碳酸钾的质量，进一步计算碳酸钾样品的质量分数．

解答 解：（1）碳酸钾与稀盐酸反应生成氯化钾、水和二氧化碳，化学方程式为：K₂CO₃+2HCl═2KCl+H₂O+CO₂↑．故填：K₂CO₃+2HCl═2KCl+H₂O+CO₂↑．
（2）因在碳酸钾溶液中K₂CO₃═2K⁺+CO₃^2-，所以溶液开始就存在K⁺和CO₃^2-并且K⁺和CO₃^2-的个数比为2：1，根据图象显示，CO₃^2-₊ H⁺═HCO₃^-因而CO₃^2-不断减少，因而a 为 K⁺，b 为 CO₃^2-_． 盐酸加到一定程度才产生气泡是因为碳酸开始分解的缘故，生成的KCl在溶液中仍存在Cl^-；因而Cl^-在图象中随着加盐酸就出现了，所以d必代表Cl^-．随着碳酸的不断分解，HCO₃^-逐渐减少直到消失．因而c必代表HCO₃^-．故选：D．
（3）设碳酸钾的质量为x
K₂CO₃+2HCl═2KCl+H₂O+CO₂↑
138         73
x           100g×10%
$\frac{138}{x}=\frac{73}{100g×10%}$
x≈18.9g
碳酸钾样品的质量分数为$\frac{18.9g}{25g}×100%$=75.6%．
答：碳酸钾样品的质量分数为75.6%．

点评 题既考查学生对酸的性质理解运用，有渗透离子反应的实质，还锻炼学生的良好推断能力．可谓难题．