Question

【题目】实验室有一瓶K2CO3和K2SO4的混合溶液，某化学兴趣小组欲设计实验对该混合溶液进行定量分析。他们经过讨论后设计了如图甲所示装置进行实验探究：

a．按图甲组装仪器，检查气密性，并装好药品；

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m1 g；

c．逐滴加入BaCl2溶液至不再产生沉淀；关闭分液漏斗，再用针筒注入稀盐酸，至不再产生气体，实验过程中测得锥形瓶中沉淀的数据如上图乙；

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m2 g。

请你根据题意回答下列问题：

（1）24.36 g沉淀中含有什么物质？____________________（填化学式）。针筒注入稀盐酸时产生气体的化学方程式为_________________________________。

（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_____（选填“偏大”“偏小”或“不变”），理由是_______________________。

Answer 1

【答案】 BaCO3、BaSO4 BaCO3 + 2HCl === BaCl2 + H2O + CO2↑ 3.48% 偏大 盐酸挥发出来的HCl气体与NaHCO3溶液反应产生的CO2一并被D装置吸收了，CO2的质量偏大，则求出的K2CO3的含量也偏大

【解析】（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，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

x=3.48g

原混合液中K2SO4的质量分数为：×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。