Question

小意和小思同学对化学计算很有心得．以下是他们解答一道计算题的实录．请你一起参与研究并完成相关问题．（计算结果精确到0.01）
已知：2KClO₃

MnO2  .

2KCl+3O₂↑，将10g氯酸钾和2g二氧化锰混合后放入试管加热，收集所需量的氧气后，停止加热让试管冷却，称得试管内剩余固体质量为7.2g，求生成氯化钾的质量．
（1）小意很快得到（10g+2g-7.2g）是

 

（填化学式）的质量，进而求出KCl的质量是

 

g；
（2）小思依据上述计算的结果发现题目数据有问题．请你通过简单的计算，论证他的发现．
（3）如何才能更正该题呢？小意和小思认为有许多方法，例如将题目中“10g氯酸钾”改为“ag氯酸钾”，其他物质的质量不变，则a的取值范围是

 

．

Answer 1

分析：（1）根据质量守恒定律可知，反应前后的质量减少量为生成氧气的质量．然后，利用这一数值和化学方程式，得出各物质之间的质量比，列出比例式，即可求出KCl的质量；
（2）根据（1）中计算出的KCl的质量和质量守恒定律进行计算，然后把得出的数值和已知条件所给的数值进行对比，如果数值不一致，就说明题目数据有问题；
（3）用极值假设，假设氯酸钾没有反应和完全反应两种极端现象进行计算，即可得出a的取值范围．

解答：解：（1）反应前后的质量减少量为生成氧气的质量：10g+2g-7.2g=4.8g，
设生成4.8g氧气时同时生成KCl的质量为x．
2KClO₃

MnO2  .

2KCl+3O₂↑
245          149  96
y            x   4.8g
∴

149

x

=

96

4.8g

解之得：x=7.45g，
故答案为：4.8g，7.45g．
（2）由于7.45g+2g=9.45g＞7.2g，故题目中数据有问题．
（3）氯酸钾质量范围的确定，需用到极值假设：
①假设需要的氧气质量为0g，则氯酸钾的质量为7.2g-2g=5.2g．
②假设需要氧气质量较多，氯酸钾全部分解，则氯化钾的质量为5.2g，设此时需要氯酸钾的质量为y，
由（1）中的物质质量比可得：

245

y

=

149

5.2g

解得：y=8.55g，
故答案为：5.2g＜a≤8.55g．

点评：本题主要考查学生对运用质量守恒定律、极端假设法和化学方程式进行计算的能力．