Question

完成下列研究性学习的有关内容：探究氯酸钾和二氧化锰混合物中二氧化锰的质量分数．（计算结果保留到0.01%）
【研究方案】先称取一定质量的氯酸钾和二氧化锰混合物、放入大试管中加热至质量不再变化为止．根据质量守恒定律，固体物质减轻的质量即为产生氧气的质量，从而求出氯酸钾的质量．（学习小组同学事先查阅资料获知，二氧化锰的质量在反应前后不变且在水中难溶）
（1）【解决问题】实验测得固体混合物质量随加热时间变化的相关数据如图所示．请你完成下列问题：
①反应后生成氧气的质量是

 

．
②原混合物中氯酸钾的质量是

 

．
③原混合物中二氧化锰的质量分数是

 

．
（2）【继续研究】为了分离回收二氧化锰和氯化钾，他们在反应后的固体混合物中加入92.55g水使其中的氯化钾完全溶解，然后过滤使二氧化锰与液体分离，请你计算他们得到的滤液中氯化钾的质量分数．（过滤中水的损失不计）

Answer 1

考点：根据化学反应方程式的计算,有关溶质质量分数的简单计算

专题：综合计算（图像型、表格型、情景型计算题）

分析：（1）①由题目中图可以看出：固体的质量由20.0g变为15.2g，其中质量减少量为：20.0g-15.2g=4.8g；当固体质量变为15.2g时，加热也不再产生氧气，说明氯酸钾已完全反应．根据质量守恒定律，固体物质减轻的质量即为产生氧气的质量．
②根据氧气的质量，利用化学方程式可求混合物中氯酸钾的质量；
③反应前固体的质量为20g，上面求解中氯酸钾的质量，可求混合物中二氧化锰的质量，可得二氧化锰的质量分数；
（2）由上面的计算可知氯酸钾的质量为12.25g，生成氧气的质量为4.8g，根据质量守恒定律可知：生成氯化钾的质量为：12.25g-4.8g=7.45g；
根据溶质的质量分数=

溶质质量

溶质质量+溶剂质量

×100%可求滤液中氯化钾的质量分数．

解答：解：（1）①由题目中图可以看出：固体的质量由20.0g变为15.2g，其中质量减少量为：20.0g-15.2g=4.8g；当固体质量变为15.2g时，加热也不再产生氧气，说明氯酸钾已完全反应．根据质量守恒定律，固体物质减轻的质量即为产生氧气的质量．故答案为：4.8g；
②设混合物中氯酸钾的质量为X，
2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑
 245            96
  x            4.8g

245

96

=

x

4.8g

解之得：
x=12.25g
故答案为：12.25g
③反应前固体的质量为20g，所以二氧化锰的质量分数=

20g-12.25g

20g

×100%=38.75%
故答案为：38.75%
（2）由上面的计算可知氯酸钾的质量为12.25g，生成氧气的质量为4.8g，根据质量守恒定律可知：生成氯化钾的质量为：12.25g-4.8g=7.45g；
根据溶质的质量分数=

溶质质量

溶质质量+溶剂质量

×100%；
故滤液中氯化钾的质量分数为：

7.45g

7.45g+92.55g

×100%=7.45%
答：滤液中氯化钾的质量分数为7.45%．

点评：本题是借助于数学模型，利用图表的方式来分析和解决化学计算中的有关问题，要求学生有较强的识图能力和数据分析能力．