题目内容

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
 
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.
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