Question

8．氯化鈣鉀石的化學(xué)式為KCl•xCaCl₂（x是CaCl₂的系數(shù)）．它是一種天然的鉀肥，溶于水后得到KCl和CaCl₂的混合溶液．某化學(xué)興趣小組為了測定氯化鈣鉀石中鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱取樣品18.55g加水完全溶解，得到KCl和CaCl₂的混合溶液．向該溶液中逐滴加入Na₂CO₃溶液，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl，產(chǎn)生的沉淀與加入Na₂CO₃溶液的質(zhì)量關(guān)系如圖所示．請回答下列問題：
（1）圖中AB段表示的意義是CaCl₂已完全反應(yīng)，且Na₂CO₃溶液過量．
（2）①樣品中CaCl₂的質(zhì)量是多少？
②所用Na₂CO₃溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？
（3）①樣品中鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（精確到0.1%）
②氯化鈣鉀石化學(xué)式中的x值是多少？
【要求：（2）、（3）兩問寫出計(jì)算過程】

Answer 1

分析 （1）圖中AB段沉淀質(zhì)量不變，說明溶液中的氯化鈣已完全反應(yīng)，加入的碳酸鈉溶液過量，不再發(fā)生反應(yīng)；
（2）根據(jù)碳酸鈉與氯化鈣生成的碳酸鈣沉淀，計(jì)算出參加反應(yīng)的氯化鈣的質(zhì)量和消耗的碳酸鈉的質(zhì)量；利用恰好完全反應(yīng)時(shí)所加入的106g碳酸鈉溶液中的碳酸鈉質(zhì)量與溶液質(zhì)量比計(jì)算所用溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）樣品質(zhì)量與氯化鈣質(zhì)量差即氯化鉀的質(zhì)量；氯化鉀中鉀元素質(zhì)量與樣品質(zhì)量比可計(jì)算樣品中鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；根據(jù)元素質(zhì)量守恒解答．

解答 解：（1）AB段沉淀碳酸鈣的質(zhì)量沒有改變，表示溶液中氯化鈣已完全反應(yīng)，繼續(xù)加入的碳酸鈉溶液過量；
故答案為：CaCl₂已完全反應(yīng)，且Na₂CO₃溶液過量；
（2）設(shè)恰好完全反應(yīng)生成10g碳酸鈣沉淀時(shí)消耗氯化鈣的質(zhì)量為x，消耗的碳酸鈉的質(zhì)量為y
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
106    111   100
 y      x     10g
$\frac{106}{y}=\frac{111}{x}=\frac{100}{10g}$
x=11.1g
y=10.6g
所用Na₂CO₃溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{10.6g}{106g}×$100%=10%
（3）①樣品中氯化鉀的質(zhì)量=18.55g-11.1g=7.45g
鉀元素的質(zhì)量為：7.45g×$\frac{39}{74.5}×$100%=3.9g
樣品中鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{3.9g}{18.55g}×$100%=21.0%
②KCl•xCaCl₂----K
74.5+111x       39
18.55g          3.9g
$\frac{74.5+111x}{18.55g}=\frac{39}{3.9g}$
x=1
答案：
（1）CaCl₂已完全反應(yīng)，且Na₂CO₃溶液過量；
（2）①樣品中CaCl₂的質(zhì)量是11.1g；②所用Na₂CO₃溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是10%；
（3）①樣品中鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是21.0%；②氯化鈣鉀石化學(xué)式中的x值是1．

點(diǎn)評(píng) 對變化的曲線進(jìn)行分析時(shí)，曲線折點(diǎn)表示兩物質(zhì)此時(shí)恰好完全反應(yīng)，折點(diǎn)后曲線不再上升，說明所加入的反應(yīng)物不再發(fā)生反應(yīng)而過量．