Question

4．某化学学习小组对草木灰中K₂CO₃含量进行测定（假设样品中其他物质不与稀盐酸、石灰水等发生反应），设计如下实验方案：
方案1：取草木灰样品100g，加入250g、7.3%的稀盐酸，充分反应，将反应产生的气体通入足量的碱石灰（生石灰与烧碱的混合物）中，称得碱石灰吸收气体前后的质量差为4.5g．
方案2：取草木灰样品100g，先加入适量的水溶解，过滤，在滤液中加入足量石灰水，至不再产生沉淀为止，过滤、洗涤、干燥，称得其质量为10g．
（1）取草木灰样品加水溶解，静置，取上层清液，滴入酚酞试液，变成红色，说明草木灰不能与含铵根离子的化肥混合使用．
（2）K₂CO₃中钾元素与氧元素的质量比78：48
（3）实验室用36.5%的浓盐酸配置250g、7.3%的稀盐酸，需要加入水的质量为200g
（4）上述方案中不合理的是方案1，简述理由产生的气体未经干燥就通入碱石灰，使测量结果偏大
选择合理的方案，计算草木灰样品中K₂CO₃的质量分数．（写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）根据使酚酞试液变成红色的溶液显碱性来分析；
（2）根据化合物中元素的质量比=元素的相对原子质量与原子个数的乘积之比；
（3）根据加水稀释溶液时溶质的质量不变分析；
（4）根据方案1，产生的气体未经干燥就通入碱石灰，使测量结果偏大；
根据方案2中，碳酸钾与氢氧化钙生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，根据生成沉淀碳酸钙的质量可计算样品中所含碳酸钾的质量；

解答 解（1）草木灰水溶液使酚酞试液变成红色，故草木灰溶液显碱性，不能与含铵根离子的化肥即铵态氮肥混合使用．
（2）K₂CO₃中钾元素与氧元素的质量比：（39×2）：（16×3）=78：48=13：8；
（3）设需加水质量为x，
250g×7.3%=（250g-x）×36.5%
x=200g
（4）方案1，产生的气体未经干燥就通入碱石灰，使测量结果偏大，不合理；
设参加反应的碳酸钾的质量为x，
K₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2KOH
 138                          100         
   x                            10g
$\frac{138}{x}=\frac{100}{10g}$
x=13.8g
草木灰样品中K₂CO₃的质量分数：$\frac{13.8g}{100g}×100%$=13.8%；
答案：
（1）含铵根离子的；
（2）13：8；
（3）200
（4）方案1； 产生的气体未经干燥就通入碱石灰，使测量结果偏大；
草木灰样品中K₂CO₃的质量分数是13.8%．

点评 本题所考查的化学知识与生活联系非常紧密．在学习过程中，善于将化学知识与生活实际联系起来，能够学以致用；根据化学方程式可以表示反应中各物质的质量关系，由其中任意一种物质的质量可计算反应中其它物质的质量．