Question

11．某實驗小組的同學為了測定實驗室中氯酸鉀樣品的純度，取一定質量的該樣品與一定質量的二氧化錳混合，其總質量為6g．依次加熱該混合物t₁、t₂、t₃、t₄時間后，分別冷卻稱量剩余固體質量，記錄的有關數據如下表：

加熱時間	t1	t2	t3	t4
剩余固體質量（g）	4.24	4.16	4.08	4.08

將剩余固體4.08g溶于水，過濾，蒸干得到1g黑色粉末（樣品中雜質不參與反應但能溶于水；二氧化錳不溶于水；氯化鉀溶于水）．請回答下列問題：
①氯酸鉀完全反應的時間是t₃（用t₁、t₂、t₃、t₄表示）
②完全反應后產生的氧氣的總質量是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間而變化的情況時，可發(fā)現，加熱時間為t₃和t₄時剩余固體質量不變，說明加熱時間為t₃時氯酸鉀已經完全分解；
（2）根據質量守恒定律，在反應剩余固體不再減小時，與原固體的質量差即為放出氧氣的質量；
（3）根據反應的化學方程式，由放出氧氣的質量計算出樣品中氯酸鉀的質量，再利用純度公式計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間而變化的情況，當加熱至t₃時剩余固體的質量不再減小，說明加熱時間為t₃時氯酸鉀已經完全分解；
（2）根據質量守恒定律，至固體質量不再減小，放出氧氣的質量=6g-4.08g=1.92g
（3）設樣品中含有氯酸鉀的質量為x
2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑
245             96
x              1.92g
$\frac{245}{x}=\frac{96}{1.92g}$
x=4.9g  
根據剩余固體中含有氯化鉀、二氧化錳和雜質，依據4.08g溶于水，過濾，蒸干得到1g黑色粉末（假設雜質不參加化學反應，但能溶于水）．由于氯化鉀和雜質均能溶于水，而根據二氧化錳的質量在化學反應前后不會變化，可知原混合物中二氧化錳的質量是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%．

點評 本題主要考查質量守恒定律和含雜質物質的化學方程式的計算，難度不大關鍵是對剩余固體的討論，找到氯酸鉀完全反應的狀態(tài)．