Question

小云同學在整理廚房時不小心將一瓶醋打翻，醋灑在火爐旁的一堆草木灰上，發現有大量的氣泡生成，激發了興趣，于是他決定與學習小組的同學對草木灰的成分進行探究．

[探究活動一]
根據所學酸堿鹽知識，同學們猜想草木灰中含有能與酸反應產生氣體的鹽類物質，于是，設計并進行如圖1所示的實驗．觀察到錐形瓶A內有大量的氣泡冒出，試管B中澄清的石灰水變渾濁．根據上述實驗現象推斷：草木灰中一定含有

碳酸鹽

（選填“硫酸鹽”、“碳酸鹽”或“硝酸鹽”）． 試管B中有關反應的化學方程式為

CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O

．
[探究活動二]
資料摘要Ⅰ：多種金屬化合物在灼燒時，產生的火焰呈現各種特殊的顏色，例如下表．

化合物所含金屬元素	鈣元素	鉀元素	銅元素
灼燒產生火焰顏色	磚紅色	紫色（透過藍色鈷玻璃片）	綠色

資料摘要Ⅱ：碳酸鉀與碳酸鈉、碳酸氫鉀與碳酸氫鈉的化學性質相似；碳酸氫鈉性質不穩定，受熱易分解．
（1）同學們認為還必須對草木灰中存在的鹽類物質中所含的金屬元素進行探究．同學們在老師的指導下，取草木灰樣品在火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃片觀察到火焰呈

紫

色，由此得出草木灰含有鉀元素的結論．
（2）綜合上述探究結果，進一步猜測草木灰中含有的鉀鹽是：
a．KHCO₃    b．

K₂CO₃

 c．前兩者的混合物．
（3）小紅認為上述猜測

ac

是錯誤的．理由是草木灰經柴草燃而成，

其中不可能存在受熱易分解的KHCO₃

．
[探究活動三]
老師指出：草木灰成分復雜，其中所含其它成分的探究有待同學們后續進行．某同學設計了如圖2中的裝置進行實驗，測定草木灰中碳酸鉀的質量分數．（水蒸氣的影響忽略不計，夾持裝置已略去）
主要實驗步驟如下：
①按圖組裝儀器，并檢查裝置的氣密性；稱量B瓶及溶液的質量為83.4g．
②稱量30g樣品，加適量蒸餾水溶解，過濾，得到試樣溶液，放入錐形瓶中；
③從分液漏斗滴入稀硫酸，直到不再產生氣體時為止；
④緩緩鼓入一定量的N₂； ⑤再次稱量B瓶及溶液的質量為85.6g．
請回答下列問題：
（1）寫出A中發生反應的化學方程式

K₂CO₃+2HCl═2KCl+H₂O+CO₂↑

，該樣品中碳酸鉀的質量分數為

23

%．
（2）鼓入一定量的N₂的目的是

將裝置A中的二氧化碳排出被B吸收

，裝置C中澄清石灰水的作用是

證明二氧化碳已被B完全吸收

．

Answer 1

分析：探究活動一]：根據二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁以及碳酸鹽和稀鹽酸反應生成二氧化碳進行解答；
[探究活動二]：（1）根據資料摘要可知鉀元素在火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃片觀察到火焰呈紫色；
（2）根據碳酸鹽以及碳酸氫鹽可以和鹽酸反應放出二氧化碳進行猜想；
（3）根據生活經驗可知，草木灰是柴草燃燒得到的產物，不可能存在受熱易分解的KHCO₃；
[探究活動二]：（1）正確書寫碳酸鉀與稀鹽酸反應的化學方程式；根據“稱量B瓶及溶液的質量為83.4g”和“再次稱量B瓶及溶液的質量為85.6g”，推測二氧化碳的質量，則可求碳酸鉀的質量，可求其質量分數．（2）根據圖形中的裝置，推測其作用．

解答：解：[探究活動一]：二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，產生的氣體中含有二氧化碳，有關反應的化學方程式為 CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；碳酸鹽和稀鹽酸反應生成二氧化碳，根據所學知識，可得出如下結論：草木灰中一定含有碳酸鹽；
[探究活動二]：（1）由資料摘要可知鉀元素在火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃片觀察到火焰呈紫色；
（2）碳酸鹽以及碳酸氫鹽可以和鹽酸反應放出二氧化碳，進行猜想：a．KHCO₃；b．K₂CO₃；c．K₂CO₃和KHCO₃；
（3）根據生活經驗可知，草木灰是柴草燃燒得到的產物，不可能存在受熱易分解的KHCO₃，所以a、c猜想錯誤；
[探究活動二]：（1）正確書寫碳酸鉀與稀鹽酸反應的化學方程式K₂CO₃+2HCl═2KCl+H₂O+CO₂↑；根據“稱量B瓶及溶液的質量為83.4g”和“再次稱量B瓶及溶液的質量為85.6g”，推測二氧化碳的質量為2.2g，則可求碳酸鉀的質量和其質量分數．
解：設試樣中K₂CO₃的質量為x．
K₂CO₃+2HCl=2KCl+H₂O+CO₂↑
138                 44
x                  2.2g   
  

138

x

=

44

2.2g

解得：x=6.9 g        
∴

6.9g

30g

×100%=23%
（2）由圖可知，鼓入一定量的N₂的目的是 將裝置A中的二氧化碳排出被B吸收，裝置C中澄清石灰水的作用是 證明二氧化碳已被B完全吸收．
故答案為：【探究活動一】碳酸鹽；  CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；    
【探究活動二】（1）紫；（2）K₂CO₃； （3）a、c；其中不可能存在受熱易分解的KHCO₃；  
【探究活動三】（1）K₂CO₃+2HCl═2KCl+H₂O+CO₂↑；23%．
（2）將裝置A中的二氧化碳排出被B吸收；證明二氧化碳已被B完全吸收．

點評：在解決類似的探究問題時，因物質是開放地選擇，所以應盡量選取自己熟悉檢驗方法的物質，為后面的檢驗免去麻煩．