Question

鉀元素可以與氧元素在不同條件下生成K₂O₂、KO₂和KO₃，如：3KOH（s）+2O₃（g）→2KO₃（s）+KOH?H₂O+O₂（g）
（1）KOH與O₃反應，反應前后氣體體積減小67.2L（S．T．P．），則生成KO₃______g．
（2）將上述生成的混和物用液氨冷卻結晶，可得到KO₃晶體．它會緩慢分解為KO₂和O₂：2KO₃→2KO₂+O₂↑．已知分解后殘留固體中含氧的質量分數為0.5063，則KO₃的分解百分率為______．（保留兩位小數）
（3）已知某樣品中含有K₂O₂、KO₂和KO₃中的兩種，把71.1g該樣品加入過量的Al₂（SO₄）₃溶液中，產生白色沉淀23.4g．
①該樣品中鉀原子與氧原子個數的最簡整數比為______．（寫出計算過程）
②寫出可能存在的組合中兩種化合物的物質的量之比．

Answer 1

解：（1）設生成KO₃的質量是x．
3KOH（s）+2O₃（g）=2KO₃（s）+KOH?H₂O+O₂（g）氣體體積減少
174g 33.6L
x 67.2L
x==348g
答：生成KO₃的質量是348g；
（2）混合物中K和O元素的原子個數之比==1：2.5，所以混合物的平均化學式為KO_2.5，要使KO₃、KO₂的平均化學式為KO_2.5，則只要兩種物質的物質的量相等即可，所以KO₃的分解率為50.00%，
故答案為：50.03%；
（3）①設鉀元素的質量為z，
3K元素→3KOH→Al（OH）₃
108g 78g
z 23.4g
z==32.4g
則氧元素的質量=71.1g-32.4g=38.7g，
所以樣品中鉀原子與氧原子個數的最簡整數比==2：5，
故答案為：2：5；
②樣品中鉀原子與氧原子個數的最簡整數比=2：5=1：2.5，所以混合物的平均化學式為KO _2.5，則組成的混合物中應該是一種化合物中的鉀、氧原子個數比大于2.5，另一種化合物中鉀氧原子個數比小于2.5，所以兩種組合是K₂O₂和KO₃ 或KO₂
和KO₃，
當為KO₃～K₂O₂，設KO₃和K₂O₂ 的物質的量分別是a、b，則，則a：b=6：1，
當為KO₃～KO₂，設 KO₃和KO₂的物質的量分別是c、d，則，則c：d=1：1，
故答案為：KO₃～K₂O₂ 6：1，KO₃～KO₂ 1：1．
分析：（1）根據反應中氣體體積減少的量和KO₃之間的關系式進行計算；
（2）利用混合物中鉀、氧元素的質量分數確定混合物的平均化學式，再根據平均化學式計算分解率；
（3）①根據3K元素→3KOH→Al（OH）₃之間的關系式計算鉀元素的質量，混合物中剩余的是氧元素質量，根據n=計算鉀原子與氧原子個數的最簡整數比；
②根據平均化學式結合物質的化學式構成確定混合物的組成，再根據鉀氧原子個數比計算其物質的量之比．
點評：本題考查物質的量的有關計算，利用平均化學式進行分析解答較簡便，難度較大．