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氯酸钾制氧计算变式
根据化学方程式进行的计算,是化学计算的重要内容之一。 下面由一道例题谈谈根据化学方程式的简单计算,并对该题变形和拓展,以帮助同学们更好地掌握该部分内容。
例题 把氯酸钾和二氧化锰的混合物15.5 g放入大试管中加热,充分反应后冷却、称量,剩余固体质量为10.7 g。剩余固体中存在哪些物质?各为多少?
解析 二氧化锰催化氯酸钾制取氧气,是我们非常熟悉的一个反应。根据题给信息可知,该反应为“充分反应”,故剩余的固体里没有氯酸钾,只有生成的氯化钾和催化剂二氧化锰。二氧化锰是催化剂,其质量在化学反应前后不变。因此,根据质量守恒定律,反应前氯酸钾与反应后氯化钾的质量之差就是氧气的质量。根据氧气的质量,结合反应的化学方程式可计算出氯化钾的质量,最后求二氧化锰的质量。
答案 根据质量守恒定律可知,生成氧气的质量为:15.5 g-10.7 g=4.8 g。
设:剩余固体中含氯化钾质量为x。
[来源:学科网ZXXK]
二氧化锰的质量为:10.7 g -7.45 g =3.25 g
答:剩余固体中含氯化钾的质量为7.45 g,含二氧化锰的质量为3.25 g。
点拨 本题是对教材练习题的一个变式,利用的原理和所求的问题是相同的,但给出的反应进行程度不同,本题中明确指出“充分反应”,计算较为简单。因此,同学们在学习时,要特别重视教材习题的练习和掌握。根据化学方程式进行计算,关键是找准相关纯净物质量代入计算,当题目中未给出纯净物质量时,我们就应换种思维思考:根据质量守恒定律看物质的总质量是否发生变化,从而进一步分析解题。[来源:Zxxk.Com]
变式题 为了测定实验室中氯酸钾样品的纯度,某学习小组取2.5 g该样品与0.8 g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,称量剩余固体混合物的质量,重复以上操作,依次称得加热t1、t2、t3、t4时间后剩余固体的质量,记录数据如下表所示:
加热时间
t1
t2
t3
t4
剩余固体质量/g
2.48
2.41[来源:学§科§网Z§X§X§K]
2.34
2.34
请仔细分析实验数据,回答下列问题:
(1)在_________时间,该样品中氯酸钾已反应完全。
(2)求该样品中氯酸钾的质量分数。
解析 (1)从题给记录的数据可知,t1、t2时间后剩余固体的质量都在减少,说明氯酸钾还没有反应完全,t3时间后,剩余固体的质量没有再改变,说明到t3时刻该样品中氯酸钾已完全反应。
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(2)根据质量守恒定律可知,反应生成氧气的质量为:2.5 g+0.8 g-2.34 g=0.96 g[来源:学科网]
设生成0.96g氧气需氯酸钾的质量为x。
245 96
x 0.96 g
245x=960.96 g
x=2.45 g
则样品中氯酸钾的质量分数为:
点拨 该试题通过陈述实验操作及所得实验数据呈现真实的实验情境,将解题所需要的某些数据隐藏于实验数据之中,要求同学们分析、使用这些数据,突出对数据分析和解决化学际问题能力的考查,是在更高水平上考查我们的计算能力。
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