Question

18．KCl樣品中含有少量碳酸鉀、硫酸鉀和難溶于水的雜質．提純KCl的實驗時先將樣品溶于適量水中，充分攪拌后過濾，然后將濾液按下圖所示步驟進行操作．

回答下列問題：
（1）你認為起始濾液中所含離子濃度最大的是K⁺，其理由是溶質KCl含量最高，且K₂CO₃、K₂SO₄中陽離子與陰離子均為2：1；
（2）試劑I的化學式為BaCl₂，①中發生反應的離子方程式為CO₃^2-+Ba²⁺=BaCO₃↓、SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；
（3）②中加入試劑Ⅱ的目的是除去A中過量的鋇離子；試劑Ⅲ的名稱是鹽酸，③中發生反應的離子方程式為CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑；
（4）由E溶液得到KCl晶體需要蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥、稱量．若得到的晶體質量小于理論產量，其可能原因是部分晶體留在溶液中（或洗滌過程中KCl又溶解）；
（5）為檢驗C固體的化學成分，A同學用鹽酸溶解wgC固體，等完全反應后測得生成的CO₂在標準狀況下的氣體體積為VmL．B同學將wg固體C灼燒至質量不再變化為止，冷卻后稱量剩余固體質量為bg．從化學定量實驗的準確性原則來看，你認為B同學更加合理．

Answer 1

分析 濾液中含有KCl、K₂CO₃、K₂SO₄，向濾液中試劑I為加入過量BaCl₂溶液，發生反應CO₃^2-+Ba²⁺=BaCO₃↓、SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，得到固體B為BaCO₃、BaSO₄，濾液中含有KCl、BaCl₂，向濾液中加入過量K₂CO₃，除去過量的鋇離子，得到固體C為BaCO₃，D中溶質為K₂CO₃和KCl，然后向溶液中加入過量HCl，發生反應 CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑，然后蒸發溶液，溶液中HCl揮發，所以最終得到KCl晶體，再結合題目分析解答．

解答 解：濾液中含有KCl、K₂CO₃、K₂SO₄，向濾液中試劑I為加入過量BaCl₂溶液，發生反應CO₃^2-+Ba²⁺=BaCO₃↓、SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，得到固體B為BaCO₃、BaSO₄，濾液中含有KCl、BaCl₂，向濾液中加入過量K₂CO₃，除去過量的鋇離子，得到固體C為BaCO₃，D中溶質為K₂CO₃和KCl，然后向溶液中加入過量HCl，發生反應 CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑，然后蒸發溶液，溶液中HCl揮發，所以最終得到KCl晶體，
（1）起始濾液中所含離子濃度最大的是K⁺，其理由是溶質KCl含量最高，且K₂CO₃、K₂SO₄中陽離子與陰離子均為2：1，所以K⁺濃度最大，
故答案為：K⁺；溶質KCl含量最高，且K₂CO₃、K₂SO₄中陽離子與陰離子均為2：1；
（2）由上述分析可知，試劑I為BaCl₂，①中發生反應的離子方程式為CO₃^2-+Ba²⁺=BaCO₃↓、SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，
故答案為：BaCl₂；CO₃^2-+Ba²⁺=BaCO₃↓、SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；
（3）②中加入試劑Ⅱ的目的是除去A中過量的鋇離子，由上述分析可知試劑Ⅲ為鹽酸，③中發生反應的離子方程式為CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑，
故答案為：除去A中過量的鋇離子；鹽酸；CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑；
（4）由E溶液得到KCl晶體需要蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥、稱量．若得到的晶體質量小于理論產量，其可能原因是部分晶體留在溶液中（或洗滌過程中KCl又溶解），故答案為：蒸發濃縮；冷卻結晶；部分晶體留在溶液中（或洗滌過程中KCl又溶解）；
（5）因收集氣體的體積出現誤差可能較大，而固體的質量易操作，則B同學的更合理，故答案為：B．

點評 本題考查混合物分離提純的綜合應用，為高頻考點，把握流程中的反應及混合物分離提純方法為解答的關鍵，側重學生的分析、實驗能力的考查，題目難度不大．