Question

【題目】小明同學加熱實驗室某不純的KMnO4固體分解制備O2（雜質可溶于水且受熱不分解），完全反應后測得相關數據如圖所示。回答下列問題：

（1）將分解后剩余固體加水充分溶解，經過濾、洗滌、干燥得到的固體為______（填化學式），在另兩種實驗室制備O2的方法中，該物質被用作__________。

（2）該分解過程生成的O2的質量為________g。

（3）計算該固體中KMnO4的質量分數（寫出計算過程）。

Answer 1

【答案】MnO2；催化劑；1.6g；79%（詳見解析)

【解析】

（1）由題意可知，該圖像是高錳酸鉀制取氧氣，化學方程式為：2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑，由圖像可知高錳酸鉀全部分解，完全反應后加入水充分溶解，題干中說明雜質可以溶于水，生成物中只有二氧化錳不溶于水，二氧化錳在過氧化氫和氯酸鉀制取氧氣中起到了催化作用。將分解后剩余固體加水充分溶解，經過濾、洗滌、干燥得到的固體為MnO2，在另兩種實驗室制備O2的方法中，該物質被用作催化劑；

（2）由圖像可知，反應前后固體質量共減少了20-18.4=1.6g，該反應中只生成了氧氣，沒有生成其他氣體或者液體，所以生成的氧氣的質量為1.6g；

（3）由題意可知，生成的氧氣是由高錳酸鉀分解得到。

設高錳酸鉀的質量為x。

x=15.8g；

原固體樣品中高錳酸鉀的質量為15.8g，由圖象可知原固體樣品為20g，所以該固體中KMnO4的質量分數為×100%=79%；

答：該固體中KMnO4的質量分數為79%。