Question

18．將10克KClO₃和MnO₂的混合物放在試管里加熱，反應了一段時間后停止加熱，冷卻后，稱得反應后的固體物質，結果MnO₂的質量分數由反應前的25%變為反應后的30%，計算該反應中KClO₃的分解質量分數是多少（分解率）？
【變形】由KClO₃與MnO₂組成混合物．MnO2的質量分數為20%，加熱一段時間后，MnO₂質量分數為25%，求參加反應的KClO₃占原有KClO₃的質量分數．

Answer 1

分析 由于反應中二氧化錳為反應的催化劑，在反應前后質量不變，因此可通過假設二氧化錳的質量而得到反應前混合物的質量、反應后固體的質量，利用質量守恒定律得出反應放出氧氣的質量；由反應放出氧氣質量計算分解了的氯酸鉀的質量，該質量與原混合物中氯酸鉀質量比即KClO₃分解的質量分數．

解答 解：10gKClO₃和MnO₂的混合物中MnO₂的質量分數為25%，所以MnO₂的質量為2.5g，KClO₃的質量是7.5g．設KClO₃分解放出O₂質量為x，則反應后余下質量為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

設生成1.67克O₂分解KClO₃質量為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：反應中KClO₃的分解質量分數為75%．
【變形】設開始KClO₃和MnO₂總質量為100g，反應前MnO₂的質量為100×20%=20g． 參加反應的MnO₂做催化劑，反應前后質量不變，所以100g×20%=25%x x=80g 減少的質量是生成O₂的質量．         
2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑
245              96
x                 20g
$\frac{245}{x}=\frac{96}{20g}$        
解得x=51g
KClO₃的質量分數=$\frac{51g}{100g}$×100%=51%
答案：
反應中KClO₃的分解質量分數為75%．參加反應的KClO₃占原有KClO₃的質量分數為51%．

點評 本題考查學生利用化學方程式進行的有關計算，應注意利用總質量守恒計算物質的質量，注意計算格式的規范性．