Question

8．实验室有一瓶含有K₂CO₃和K₂SO₄的混合溶液，某化学兴趣小组设计实验来测定溶质的质量分数．他们经过讨论后设计了如下装置进行实验探究：

a．按图组装仪器，检查气密性，把100g混合溶液加入锥形瓶中装好药品；
b．打开A中活塞，通入N₂一段时间，再关闭活塞，称得D装置的质量为m₁g；
c．逐滴加入BaCl₂溶液至不再产生沉淀；关闭分液漏斗，再用针筒打入稀盐酸，至不再产生气体，实验过程中测得锥形瓶中沉淀的数据如右图；
d．打开A中活塞，缓缓通一会儿N₂；
e．再称得D装置的质量为m₂g．
请你根据题意回答下列问题：
（1）24.36g沉淀中含有什么物质？BaCO₃、BaSO₄（填化学式）．针筒注入稀盐酸产生气体的化学方程式为BaCO₃+2HCl=BaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）求原混合液中K₂SO₄的质量分数．
（3）小明略加思考后说，通过D装置的质量变化可以求出混合溶液中K₂CO₃的质量分数，结果偏大（选填“偏大”、“不变”或“偏小”），理由是盐酸挥发出的HCl气体与B装置中NaHCO3反应，生成的CO2也一并被D装置中的碱石灰吸收了，所以CO2的质量偏大，导致算出的结果偏大．

Answer 1

分析 （1）根据氯化钡溶液和碳酸钾溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钾，氯化钡溶液和硫酸钾溶液反应生成硫酸钡沉淀和氯化钾，盐酸和碳酸钡反应生成氯化钡、水和二氧化碳进行解答；
（2）根据硫酸钡不溶于稀盐酸，所以由图2可知4.66g沉淀就是生成的硫酸钡沉淀，利用硫酸钡的质量求出硫酸钾的质量，即可求出原混合液中K₂SO₄的质量分数；
（3）根据盐酸挥发出的HCl气体与B装置中NaHCO₃反应，生成的CO2也一并被D装置中的碱石灰吸收了，所以CO₂的质量偏大，导致算出的结果偏大进行解答．

解答 解：（1）根据氯化钡溶液和碳酸钾溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钾，反应的化学方程式为：K₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2KCl；氯化钡溶液和硫酸钾溶液反应生成硫酸钡沉淀和氯化钾，K₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2KCl，所以24.36g沉淀中含有碳酸钡和硫酸钡；盐酸和碳酸钡反应生成氯化钡、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：BaCO₃+2HCl=BaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）硫酸钡不溶于稀盐酸，所以由图2可知4.66g沉淀就是生成的硫酸钡沉淀．
设硫酸钾的质量为x．
K₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2KCl
174         233
x           4.66g
$\frac{174}{x}$=$\frac{233}{4.66g}$
x=3.48g
原混合液中K₂SO₄的质量分数为：$\frac{3.48g}{100g}$×100%=3.48%
答：原混合液中K₂SO₄的质量分数为3.48%；
（3）盐酸挥发出的HCl气体与B装置中NaHCO3反应，生成的CO2也一并被D装置中的碱石灰吸收了，所以CO2的质量偏大，导致算出的结果偏大．
故答案为：（1）BaCO₃、BaSO₄；BaCO₃+2HCl=BaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）3.48%；
（3）偏大，盐酸挥发出的HCl气体与B装置中NaHCO3反应，生成的CO2也一并被D装置中的碱石灰吸收了，所以CO2的质量偏大，导致算出的结果偏大．

点评 实验探究题包括实验方法和过程的探究，实验结论和实验规律的探究等．本题通过实验资料和实验分析，得到了正确的结论，属于结论性探究．同学们要具体分析，综合掌握．