【答案】
分析:I①碳酸鉀能和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉;
②加熱條件下,碳酸氫鉀能分解;
II①當(dāng)二氧化碳不足時(shí),氫氧化鉀剩余,當(dāng)二氧化碳過量時(shí)生成碳酸氫鉀;
②利用碳酸氫鉀的不穩(wěn)定性制取碳酸鉀;
③比較1、2實(shí)驗(yàn)確定1中酸過量,根據(jù)質(zhì)量和物質(zhì)的量計(jì)算碳酸氫鉀、碳酸鉀的物質(zhì)的量,從而確定其物質(zhì)的量之比;
比較2、3實(shí)驗(yàn)知,3實(shí)驗(yàn)中酸量不足,再利用原子守恒計(jì)算硫酸的濃度.
解答:解:I①碳酸鉀能和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉,所以碳酸鉀的作用是吸收或富集二氧化碳,故答案為:吸收或富集二氧化碳;
②加熱條件下,碳酸氫鉀能分解生成碳酸鉀、二氧化碳和水,反應(yīng)方程式為:2KHCO
3K
2CO
3+CO
2↑+H
2O,故答案為:2KHCO
3K
2CO
3+CO
2↑+H
2O;
II①當(dāng)二氧化碳不足時(shí),氫氧化鉀剩余,當(dāng)二氧化碳過量時(shí)碳酸鉀和二氧化碳、水反應(yīng)生成碳酸氫鉀,所以他所制得的溶液中可能含有的雜質(zhì)是碳酸氫鉀或氫氧化鉀,故答案為:碳酸氫鉀或氫氧化鉀;
②利用碳酸氫鉀的不穩(wěn)定性制取碳酸鉀,方法如下:通入過量的二氧化碳使其充分反應(yīng),然后蒸發(fā)結(jié)晶得到碳酸氫鉀,再將所得固體加熱分解,將分解后的固體溶于水即得較純凈的碳酸鉀溶液,故答案為:通入過量的二氧化碳使其充分反應(yīng),然后蒸發(fā)結(jié)晶得到碳酸氫鉀,再將所得固體加熱分解,將分解后的固體溶于水;
③從實(shí)驗(yàn)2產(chǎn)生的CO
2比實(shí)驗(yàn)1多可知實(shí)驗(yàn)1中酸過量,碳酸鉀與碳酸氫鉀全部生成硫酸鉀.
設(shè)3.76g混合物中含K
2CO
3為xmol,含KHCO
3為ymol,
解得x=0.02,y=0.01;
所以碳酸鉀和碳酸氫鉀的物質(zhì)的量之比=0.02mol:0.01mol=2:1,
從實(shí)驗(yàn)3產(chǎn)生的CO
2比實(shí)驗(yàn)2少可知實(shí)驗(yàn)3中酸不足,實(shí)驗(yàn)3最后得到的應(yīng)為K
2SO
4和KHCO
3混合溶液;
利用第一步計(jì)算結(jié)果,則8.46g混合物中含K
2CO
3:
=0.045mol,含KHCO
3:
=0.0225mol;
根據(jù)原子守恒知產(chǎn)物中K+:0.045mol×2+0.0225mol=0.1125mol,其中KHCO
3:0.045mol+0.0225mol-0.03mol=0.0375mol,K
2SO
4:
=0.0375mol;
則硫酸物質(zhì)的量濃度為:
=0.75mol/L,
故答案為:2:1,0.75mol/L.
點(diǎn)評(píng):本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、物質(zhì)的量的有關(guān)計(jì)算等知識(shí)點(diǎn),注意根據(jù)已知信息進(jìn)行解答結(jié)合原子守恒進(jìn)行解答,難度較大.