Question

3．实验后的废液一般需回收处理，不能直接倒入排污管．小明实验后收集到含有碳酸钾和氧氧化钾的废水样品50g，他向废液中缓缓滴入溶质质量分数为10%的稀硫酸，生成二氧化碳质量与滴入稀硫酸质量的关系如图所示，当废液恰好处理完毕时，溶液总质量为194.8g，溶于水的气体忽略不计，则：
（1）图中A处溶液中溶质的成分K₂SO₄、K₂CO₃、KOH（填化学式）．
（2）废水样品中碳酸钾的质量．
（3）废水样品中氢氧化钾的质量．

Answer 1

分析 （1）碳酸钾和氢氧化钾都能与稀硫酸反应，氢氧化钾优先与硫酸反应；
（2）根据气体的质量结合化学方程式计算碳酸钾的质量和与碳酸钾反应的硫酸的质量；
（3）依据氢氧化钾反应的硫酸的质量与化学方程式可以计算氢氧化钾的质量．

解答 解：（1）碳酸钾和氢氧化钾都能与稀硫酸反应，氢氧化钾优先与硫酸反应，图中A处为硫酸不足，氢氧化钾有剩余，所以图中A处溶液中溶质的成分K₂SO₄、K₂CO₃、KOH；故选：K₂SO₄、K₂CO₃、KOH；
（2）由图可知生成二氧化碳的质量为2.2g，
设废水样品中碳酸钾的质量为x；与碳酸钾反应的硫酸的质量为y
K₂CO₃+H₂SO₄=K₂SO₄+H₂O+CO₂↑
138         98                           44
x             y                           2.2g
$\frac{138}{x}=\frac{98}{y}=\frac{44}{2.2g}$
x=6.9g，y=4.9g
（3）恰好反应时稀硫酸的质量为194.8g+2.2g-50g=147g
与氢氧化钾反应的硫酸的质量为147g×10%-4.9g=9.8g，
设废水样品中氢氧化钾的质量为z
H₂SO₄+2KOH═K₂SO₄+2H₂O
98          112
9.8g         z
$\frac{98}{9.8g}=\frac{112}{z}$
z=11.2g
答：废水样品中碳酸钾的质量为6.9g；废水样品中氢氧化钾的质量为11.2g．

点评 在解此类题时，首先分析反应应用的原理，然后结合图象中的转折点，以及方程式中的比例关系进行解答．