Question

化學興趣小組的同學在實驗室中用加熱4.9g氯酸鉀和1.58g高錳酸鉀混合物的方法進行了制取氧氣的研究，得到如圖所示的曲線圖．試回答：
（1）b點得到的氧氣主要是由分解

 

（填氯酸鉀或高錳酸鉀）產生的，b-c段產生氧氣的速度明顯比O-b段加快，其原因是

 

．
（2）c點對應產生氧氣的質量a值是

 

g．
（3）反應結束后所得固體混合物中質量分數最大的物質的質量分數是多少？

Answer 1

分析：（1）觀察圖示可知加熱混合物就產生氧氣，b點后b-c段產生氧氣的速度明顯比O-b段加快，結合高錳酸鉀分解所需的溫度低些，而氯酸鉀分解時要加熱到較高的溫度且反應放出氧氣的速率較慢，通常要加入催化劑進行分析得知b點所得氧氣主要是高錳酸鉀分解產生，高錳酸鉀分解生成的二氧化錳可作為氯酸鉀分解的催化劑；
（2）該點后生成氧氣質量不再變化，說明二者完全分解；
（3）根據方程式求出生成固體的質量，進行比較分析．

解答：解：（1）高錳酸鉀分解所需的溫度低些，而氯酸鉀分解時要加熱到較高的溫度且反應放出氧氣的速率較慢，通常要加入催化劑可知b點得到的氧氣主要由高錳酸鉀分解所得，而高錳酸鉀分解生成的二氧化錳可做氯酸鉀分解的催化劑．故答案為：高錳酸鉀，高錳酸鉀分解產生的二氧化錳作為催化劑，加速了氯酸鉀的分解；
    （2）c點時氧氣不再增加，當然氧氣的質量就是4.9g氯酸鉀和1.58g高錳酸鉀全部分解所產生的氧氣質量 
   設氯酸鉀分解得到氧氣的質量為x，高錳酸鉀分解得到氧氣的質量為y．
  2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑                2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
   245              96                   316                  32
   4.9g             x                    1.58g                 y

245

96

=

4.9g

x

                             

316

32

=

1.58g

y

    x=1.92g                                  y=0.16g
c點氧氣質量為y+x=1.92+0.16=2.08（g）
故答案為：2.08；
（3）由氯酸鉀分解，根據質量守恒定律可知反應生成的氯化鉀質量是：4.9g-1.92g=2.98g，1.58gKMnO₄分解，生成的其他固體的質量肯定小于KCl的2.98g，故剩余固體混合物中質量分數最大的只能是KCl．
剩余固體混合物的質量為4.9g+1.58g-2.08g=4.4g    
所以KCl的質量分數為

2.98g

4.4g

×100%=67.73%
答：固體混合物中KCl的質量分數最大，其數值為67.73%

點評：本題是一道結合圖示的計算分析題，考查了學生分析化學反應、利用化學方程式解題等方面的能力，綜合能力強．