Question

完成下列研究性學(xué)習(xí)的有關(guān)內(nèi)容：探究氯酸鉀和二氧化錳混合物中二氧化錳的質(zhì)量分數(shù)．（計算結(jié)果保留到0.01%）
【研究方案】先稱取一定質(zhì)量的氯酸鉀和二氧化錳混合物、放入大試管中加熱至質(zhì)量不再變化為止．根據(jù)質(zhì)量守恒定律，固體物質(zhì)減輕的質(zhì)量即為產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量，從而求出氯酸鉀的質(zhì)量．（學(xué)習(xí)小組同學(xué)事先查閱資料獲知，二氧化錳的質(zhì)量在反應(yīng)前后不變且在水中難溶）
（1）【解決問題】實驗測得固體混合物質(zhì)量隨加熱時間變化的相關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示．請你完成下列問題：
①反應(yīng)后生成氧氣的質(zhì)量是

 

．
②原混合物中氯酸鉀的質(zhì)量是

 

．
③原混合物中二氧化錳的質(zhì)量分數(shù)是

 

．
（2）【繼續(xù)研究】為了分離回收二氧化錳和氯化鉀，他們在反應(yīng)后的固體混合物中加入92.55g水使其中的氯化鉀完全溶解，然后過濾使二氧化錳與液體分離，請你計算他們得到的濾液中氯化鉀的質(zhì)量分數(shù)．（過濾中水的損失不計）

Answer 1

考點：根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算,有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的簡單計算

專題：綜合計算（圖像型、表格型、情景型計算題）

分析：（1）①由題目中圖可以看出：固體的質(zhì)量由20.0g變?yōu)?5.2g，其中質(zhì)量減少量為：20.0g-15.2g=4.8g；當(dāng)固體質(zhì)量變?yōu)?5.2g時，加熱也不再產(chǎn)生氧氣，說明氯酸鉀已完全反應(yīng)．根據(jù)質(zhì)量守恒定律，固體物質(zhì)減輕的質(zhì)量即為產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量．
②根據(jù)氧氣的質(zhì)量，利用化學(xué)方程式可求混合物中氯酸鉀的質(zhì)量；
③反應(yīng)前固體的質(zhì)量為20g，上面求解中氯酸鉀的質(zhì)量，可求混合物中二氧化錳的質(zhì)量，可得二氧化錳的質(zhì)量分數(shù)；
（2）由上面的計算可知氯酸鉀的質(zhì)量為12.25g，生成氧氣的質(zhì)量為4.8g，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知：生成氯化鉀的質(zhì)量為：12.25g-4.8g=7.45g；
根據(jù)溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=

溶質(zhì)質(zhì)量

溶質(zhì)質(zhì)量+溶劑質(zhì)量

×100%可求濾液中氯化鉀的質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：（1）①由題目中圖可以看出：固體的質(zhì)量由20.0g變?yōu)?5.2g，其中質(zhì)量減少量為：20.0g-15.2g=4.8g；當(dāng)固體質(zhì)量變?yōu)?5.2g時，加熱也不再產(chǎn)生氧氣，說明氯酸鉀已完全反應(yīng)．根據(jù)質(zhì)量守恒定律，固體物質(zhì)減輕的質(zhì)量即為產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量．故答案為：4.8g；
②設(shè)混合物中氯酸鉀的質(zhì)量為X，
2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑
 245            96
  x            4.8g

245

96

=

x

4.8g

解之得：
x=12.25g
故答案為：12.25g
③反應(yīng)前固體的質(zhì)量為20g，所以二氧化錳的質(zhì)量分數(shù)=

20g-12.25g

20g

×100%=38.75%
故答案為：38.75%
（2）由上面的計算可知氯酸鉀的質(zhì)量為12.25g，生成氧氣的質(zhì)量為4.8g，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知：生成氯化鉀的質(zhì)量為：12.25g-4.8g=7.45g；
根據(jù)溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=

溶質(zhì)質(zhì)量

溶質(zhì)質(zhì)量+溶劑質(zhì)量

×100%；
故濾液中氯化鉀的質(zhì)量分數(shù)為：

7.45g

7.45g+92.55g

×100%=7.45%
答：濾液中氯化鉀的質(zhì)量分數(shù)為7.45%．

點評：本題是借助于數(shù)學(xué)模型，利用圖表的方式來分析和解決化學(xué)計算中的有關(guān)問題，要求學(xué)生有較強的識圖能力和數(shù)據(jù)分析能力．