Question

取MnO₂和KClO₃的固體混合物25g，加熱至恒重．在一定溫度下，將殘留的固體加入12g水中，有12g固體未溶，再加入5g水，仍有10g固體未溶，KCl在不同溫度下的溶解度見下表．求原混合物中可能含有KClO₃的質量．

溫度（℃）	0	20	40	60	80	100
溶解度（g/100g水）	28.0	34.4	40.3	45.8	51.1	56.3

Answer 1

分析：本題中由于沒有指明的10g固體的成分，所以我們可以做出兩種假設：①10g固體為二氧化錳，即氯化鉀完全溶解，②10g固體為二氧化錳和氯化鉀的混合物；
結合題給的條件，我們可以借助于氯酸鉀分解的化學方程式和氯化鉀的溶解度來進行判斷并完成解答．
若最后的10g固體均為MnO₂，因此我們得到原混合物中KClO₃的質量為25g-10g=15g（MnO₂為催化劑，在反應前后質量保持不變），由此可以算出生成的KCl質量．然后可以結合題給的5g水中溶解度的氯化鉀的質量來判斷在10g水中溶解度氯化鉀的質量進而計算出氯化鉀的溶解度，與題中表格進行對照然后作出判斷．如果我們判斷出10g固體不全是二氧化錳，就可以否定假設①，同時可以肯定假設2，然后就可以算出12g水中溶解的氯化鉀的質量，從而根據質量守恒定律求得生成的氧氣的質量，進而求算出氯酸鉀的質量．

解答：解：若10g未溶固體全是二氧化錳，則氯酸鉀的質量為：25g-10g=15g；
則設可以生成氯化鉀的質量為x，
2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑
245          149
15g           x

245

149

=

15g

x

解得：x=9.12g，
假設12g水中溶解氯化鉀后得到的溶液為飽和溶液，則此時氯化鉀的溶解度為：

9.12g-(12g-10g)

12g

×100g=59.3g
而表格中給的氯化鉀的溶解度即使是在100℃的水也只有56.3g，所以可以判斷10g固體不可能全部是二氧化錳，即假設②成立．
那么兩次溶解在水中的氯化鉀的質量為：（12g-10g）+

12g

5g

×（12g-10g）=6.8g，
所以反應過程中生成氧氣的質量為：25g-6.8g-10g=8.2g；
設生成8.2g氧氣需氯酸鉀的質量為y，則
2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑
245               96
y                8.2g
      

245

y

=

96

8.2g

解得：y=20.93g
答：原混合物中可能含有KClO₃的質量為20.93g．

點評：本題主要考查學生根據已知條件進行分析的能力，以及運用化學方程式進行計算的能力．