Question

11．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)為了測(cè)定實(shí)驗(yàn)室中氯酸鉀樣品的純度，取一定質(zhì)量的該樣品與一定質(zhì)量的二氧化錳混合，其總質(zhì)量為6g．依次加熱該混合物t₁、t₂、t₃、t₄時(shí)間后，分別冷卻稱量剩余固體質(zhì)量，記錄的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

加熱時(shí)間	t1	t2	t3	t4
剩余固體質(zhì)量（g）	4.24	4.16	4.08	4.08

將剩余固體4.08g溶于水，過(guò)濾，蒸干得到1g黑色粉末（樣品中雜質(zhì)不參與反應(yīng)但能溶于水；二氧化錳不溶于水；氯化鉀溶于水）．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
①氯酸鉀完全反應(yīng)的時(shí)間是t₃（用t₁、t₂、t₃、t₄表示）
②完全反應(yīng)后產(chǎn)生的氧氣的總質(zhì)量是1.92g
③樣品中氯酸鉀的純度是多少？

Answer 1

分析 （1）分析剩余固體隨加熱時(shí)間而變化的情況時(shí)，可發(fā)現(xiàn)，加熱時(shí)間為t₃和t₄時(shí)剩余固體質(zhì)量不變，說(shuō)明加熱時(shí)間為t₃時(shí)氯酸鉀已經(jīng)完全分解；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在反應(yīng)剩余固體不再減小時(shí)，與原固體的質(zhì)量差即為放出氧氣的質(zhì)量；
（3）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由放出氧氣的質(zhì)量計(jì)算出樣品中氯酸鉀的質(zhì)量，再利用純度公式計(jì)算該樣品中氯酸鉀的純度．

解答 解：（1）分析剩余固體隨加熱時(shí)間而變化的情況，當(dāng)加熱至t₃時(shí)剩余固體的質(zhì)量不再減小，說(shuō)明加熱時(shí)間為t₃時(shí)氯酸鉀已經(jīng)完全分解；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，至固體質(zhì)量不再減小，放出氧氣的質(zhì)量=6g-4.08g=1.92g
（3）設(shè)樣品中含有氯酸鉀的質(zhì)量為x
2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑
245             96
x              1.92g
$\frac{245}{x}=\frac{96}{1.92g}$
x=4.9g  
根據(jù)剩余固體中含有氯化鉀、二氧化錳和雜質(zhì)，依據(jù)4.08g溶于水，過(guò)濾，蒸干得到1g黑色粉末（假設(shè)雜質(zhì)不參加化學(xué)反應(yīng)，但能溶于水）．由于氯化鉀和雜質(zhì)均能溶于水，而根據(jù)二氧化錳的質(zhì)量在化學(xué)反應(yīng)前后不會(huì)變化，可知原混合物中二氧化錳的質(zhì)量是1g，樣品中氯酸鉀的純度$\frac{4.9g}{6g-1g}$×100%=98%．
故答案為：
（1）t₃  （2）1.92  （3）樣品中氯酸鉀的純度是98%．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查質(zhì)量守恒定律和含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算，難度不大關(guān)鍵是對(duì)剩余固體的討論，找到氯酸鉀完全反應(yīng)的狀態(tài)．