Question

18．將10克KClO₃和MnO₂的混合物放在試管里加熱，反應(yīng)了一段時間后停止加熱，冷卻后，稱得反應(yīng)后的固體物質(zhì)，結(jié)果MnO₂的質(zhì)量分數(shù)由反應(yīng)前的25%變?yōu)榉磻?yīng)后的30%，計算該反應(yīng)中KClO₃的分解質(zhì)量分數(shù)是多少（分解率）？
【變形】由KClO₃與MnO₂組成混合物．MnO2的質(zhì)量分數(shù)為20%，加熱一段時間后，MnO₂質(zhì)量分數(shù)為25%，求參加反應(yīng)的KClO₃占原有KClO₃的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析 由于反應(yīng)中二氧化錳為反應(yīng)的催化劑，在反應(yīng)前后質(zhì)量不變，因此可通過假設(shè)二氧化錳的質(zhì)量而得到反應(yīng)前混合物的質(zhì)量、反應(yīng)后固體的質(zhì)量，利用質(zhì)量守恒定律得出反應(yīng)放出氧氣的質(zhì)量；由反應(yīng)放出氧氣質(zhì)量計算分解了的氯酸鉀的質(zhì)量，該質(zhì)量與原混合物中氯酸鉀質(zhì)量比即KClO₃分解的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：10gKClO₃和MnO₂的混合物中MnO₂的質(zhì)量分數(shù)為25%，所以MnO₂的質(zhì)量為2.5g，KClO₃的質(zhì)量是7.5g．設(shè)KClO₃分解放出O₂質(zhì)量為x，則反應(yīng)后余下質(zhì)量為10-x，這包括MnO₂，生成的KCl及未分解的KClO₃，其中MnO₂占30%，則
$\frac{2.5g}{10g-x}$×100%=30%，解得x=1.67g

設(shè)生成1.67克O₂分解KClO₃質(zhì)量為y．
2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑
245             96
y               1.67g
$\frac{245}{y}=\frac{96}{1.67g}$
解得：y=4.3g，所以KClO₃分解率=$\frac{4.3g}{75g}$×100%=57%
答：反應(yīng)中KClO₃的分解質(zhì)量分數(shù)為75%．
【變形】設(shè)開始KClO₃和MnO₂總質(zhì)量為100g，反應(yīng)前MnO₂的質(zhì)量為100×20%=20g． 參加反應(yīng)的MnO₂做催化劑，反應(yīng)前后質(zhì)量不變，所以100g×20%=25%x x=80g 減少的質(zhì)量是生成O₂的質(zhì)量．         
2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑
245              96
x                 20g
$\frac{245}{x}=\frac{96}{20g}$        
解得x=51g
KClO₃的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{51g}{100g}$×100%=51%
答案：
反應(yīng)中KClO₃的分解質(zhì)量分數(shù)為75%．參加反應(yīng)的KClO₃占原有KClO₃的質(zhì)量分數(shù)為51%．

點評 本題考查學(xué)生利用化學(xué)方程式進行的有關(guān)計算，應(yīng)注意利用總質(zhì)量守恒計算物質(zhì)的質(zhì)量，注意計算格式的規(guī)范性．