Question

15．某同学为了测定实验室中氯酸钾样品的纯度，取2.5g该样品与0.5g二氧化锰混合，加热该混合物t₁时间后（假设杂质不参加反应），冷却，称量剩余固体质量，重复以上操作，依次称得加热t₂、t₃、t₄时间后剩余固体的质量，记录数据如表：

加热时间	t1	t2	t3	t4
剩余固体质量（g）	2.12	2.08	2.04	2.04

（1）写出该反应的化学方程式2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（2）列出求解参加反应的氯酸钾质量（x）的比例式$\frac{245}{96}=\frac{x}{0.96g}$；
（3）求该样品中氯酸钾的纯度98%．

Answer 1

分析 （1）根据氯酸钾分解反应生成氯化钾和氧气，进行书写化学方程式；
（2）由前三次和第四次测量时，固体质量的质量不变，可判断此时氯酸钾已完全分解；根据质量守恒定律，由氯酸钾完全分解前后固体质量差，可求得完全反应所放出氧气的质量；进而解参加反应的氯酸钾质量（x）的比例式；
（2）由完全反应所得到氧气的质量，根据反应的化学方程式，可计算样品中所含有氯酸钾的质量，再计算出氯酸钾样品中氯酸钾的质量分数．

解答 解：（1）因为氯酸钾分解反应生成氯化钾和氧气，故该反应的化学方程式2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（2）由前三次和第四次测量时，固体质量的质量不变，可知此时氯酸钾已经完全分解，根据质量守恒定律，完全反应后产生氧气的质量=2.5g+0.5g-2.04g=0.96g；设样品中氯酸钾的质量为x．
2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑
245                          96
x                              0.96g
则$\frac{245}{96}=\frac{x}{0.96g}$，解得x=2.45g．
氯酸钾样品中氯酸钾的质量分数是：$\frac{2.45g}{2.5g}$×100%=98%．
故答案为：
（1）2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；（2）$\frac{245}{96}=\frac{x}{0.96g}$；（3）98%．

点评 根据实验记录数据，分析加热相同时间剩余固体的质量变化关系，可得出第四次测量时氯酸钾已完全分解，此为解题的基础．