Question

15．氫氧化鉀與氫氧化鈉有相似的性質：放置在空氣中極易吸收空氣中的水分而潮解．也易與CO₂反應而變質．某學習小組對實驗室久置的KOH的變質程度進行探究：先稱取10gKOH樣品，配成溶液，然后向溶液中逐滴加入質量分數為14.6%的稀鹽酸，實驗測得加入稀鹽酸的質量與產生CO₂氣體的質量關系如圖所示．
（1 ）KOH變質的原因CO₂+2KOH═K₂CO₃+H₂O（用化學方程式表示）．
（2）由圖象，該學習小組判斷KOH樣品部分變質，他們的判斷依據是開始沒有氣泡產生，說明稀鹽酸先與氫氧化鉀反應，氫氧化鉀被消耗完，稀鹽酸再與碳酸鉀反應，才有氣泡產生．請你選用其它類別的物質重新設計實驗證明他們的判斷是正確的（寫出實驗操作步驟、現象和結論）．
（3）古法中，將貝殼灼燒后的固體與草木灰（主要成分是K₂CO₃）在水中相互作用制取KOH．在上述過程中，發生化合反應的現象是放熱．發生復分解反應的化學方程式為Ca（OH）₂+K₂CO₃═2KOH+CaCO₃↓．
（4）超氧化鉀KO₂ 又稱“化學氧自救器”，用于煤礦井下應急．它能與人呼出的CO₂接觸產生氧氣，同時生成碳酸鉀．發生反應的化學方化學式是4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂．
（5）試根據圖象計算：l0gKOH樣品中未變質的KOH的質量分數．

Answer 1

分析 （1）根據久置的氫氧化鉀變質的原因是與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鉀和水，反應的化學方程式為：CO₂+2KOH═K₂CO₃+H₂O．
（2）根據氫氧化鉀變質后會生成碳酸鉀，只要檢驗是否含有CO₃^2-，就能判斷是否變質了；為證明溶液部分變質，即要證明溶液中既有氫氧化鉀又有碳酸鉀；由于兩物質都能使酚酞變紅，因此需要先加入試劑除去溶液中的碳酸鉀，然后再使用酚酞檢驗氫氧化鉀的存在．
（3）本題是典型的文字敘述式信息給予題，根據創設的三個問題可知，要解決問題必須弄清制備氫氧化鉀的反應過程，結合本題信息，再聯想學過的氫氧化鈉的制備，可以提煉出其中有效信息，明確其反應過程：①貝殼（主要成分是碳酸鈣）灼燒：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；②灼燒后的固體與水作用：CaO+H₂O═Ca（OH）₂；③氫氧化鈣與草木灰（主要成分是碳酸鉀）在水中作用：Ca（OH）₂+K₂CO₃═2KOH+CaCO₃↓．以上三種反應就是三種基本類型，即分解反應、化合反應和復分解反應，
（4）根據二氧化碳和超氧化鉀反應的反應物、生成物及方程式的書寫方法書寫方程式；
（5）由圖可知生成二氧化碳的質量；根據二氧化碳的質量求出碳酸鉀的質量，以及氫氧化鉀的質量．

解答 解：
（1）久置的氫氧化鉀變質的原因是與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鉀和水，反應的化學方程式為：CO₂+2KOH═K₂CO₃+H₂O．
（2）由圖象，該學習小組判斷KOH樣品部分變質，他們的判斷依據是加稀鹽酸，開始沒有氣泡產生，說明稀鹽酸先與氫氧化鉀反應，氫氧化鉀被消耗完，
稀鹽酸再與碳酸鉀反應，有氣泡產生．
鑒別溶液中既有氫氧化鉀又含有碳酸鉀時，可首先加入氯化鋇或氯化鈣等鹽把溶液中的碳酸鉀變成沉淀而除去，而氫氧化鉀不與此類物質反應，所以，產生沉淀后進行過濾，向濾液滴加無色酚酞時，濾液變紅可說明濾液中含有氫氧化鉀；產生的白色沉淀可以說明溶液中含有碳酸鉀；
（3）貝殼（主要成分是碳酸鈣）灼燒：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑，屬于分解反應，灼燒后的固體與水作用：CaO+H₂O═Ca（OH）₂，屬于化合反應，氫氧化鈣與草木灰（主要成分是碳酸鉀）在水中作用：Ca（OH）₂+K₂CO₃═2KOH+CaCO₃↓，屬于復分解反應；
在上述過程中，發生化合反應的現象是放熱；氫氧化鈣與碳酸鉀的反應為復分解反應，化學方程式為：Ca（OH）₂+K₂CO₃=2KOH+CaCO₃↓；
（4）二氧化碳與超氧化鉀反應的產物K₂CO₃和O₂，方程式是4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂；
（5）由圖可知生成二氧化碳的質量2.2g；
設樣品中K₂CO₃的質量為x．
K₂CO₃+2HCl=2KCl+H₂O+CO₂↑
99                                   44
x                                     2.2g
$\frac{99}{x}=\frac{44}{2.2g}$
x=4.95g
l0gKOH樣品中未變質的KOH的質量分數=$\frac{10g-4.95g}{10g}×$100%=50.5%
答案：
（1）CO₂+2KOH═K₂CO₃+H₂O．
（2）開始沒有氣泡產生，說明稀鹽酸先與氫氧化鉀反應，氫氧化鉀被消耗完，稀鹽酸再與碳酸鉀反應，才有氣泡產生；
取少量樣品溶液于試管中，加入過量BaCl₂溶液，過濾，有白色沉淀生成，說明樣品溶液中含K₂CO₃溶液；
取濾液于試管中，滴加無色酚酞試液，溶液呈紅色，說明樣品溶液中含有KOH；
（3）放熱；Ca（OH）₂+K₂CO₃═2KOH+CaCO₃↓；
（4）4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂；
（5）50.5%．

點評 本題綜合考查了學生對圖象問題的識別能力，近幾年中考題中對此類問題的考查越來越多，解題關鍵還是要看明確圖象所表示的意義，綜合性較強，易出錯．