Question

6．有一黑紫色的固体为KMnO₄和MnO₄的混合物，为测定混合物中KMnO₄的质量分数，某同学取样35.0g，对固体充分加热，并在不同时刻测定试管内剩余固体物质的质量（如下表）：

反应时间/min	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0
剩余固体质量/g	34.2	33.4	32.6	31.8	31.8

分析表中数据，完成下列问题：
（1）请问反应到4min时反应完毕．
（2）完全反应后，生成氧气的质量为3.2g；
（3）求该样品中KMnO₄的质量．（精确到小数点后一位）．
（4）某同学为计算反应后固体中MnO₂的质量分数，计算如下：
∵已计算到原混合物中KMnO₄的质量（用“M”表示）
∴反应后固体中MnO₂的质量分数=$\frac{（35.0g-M）}{35.0g}$×100%
小华对上述计算过程提出了质疑，请指出其中的错误高锰酸钾分解会生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，所以计算反应后固体中MnO₂的质量分数应该是两部分二氧化锰的质量和高锰酸钾减去氧气质量的比值．

Answer 1

分析 （1）依据加热达到4min时固体质量不再减小，所以此时反应完毕；
（2）由于该反应中只有氧气是气体能够使反应后固体质量减小，所以依据质量守恒定律解决即可；
（3）根据氧气的质量即可利用方程式计算出高锰酸钾的质量；
（4）根据高锰酸钾分解也会生成二氧化锰、锰酸钾和氧气进行分析．

解答 解：（1）依据加热达到4min时5min时固体质量不再减小，所以4.0min时已经反应完毕；
（2）生成的氧气的质量=35.0g-31.8g=3.2g；
（3）设样品中KMnO₄的质量为x 
2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
316                                       32
x                                        3.2g
$\frac{316}{x}$=$\frac{32}{3.2g}$
x=31.6g
答：该样品中KMnO₄的质量为31.6g；
（4）高锰酸钾分解会生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，所以计算反应后固体中MnO₂的质量分数应该是两部分二氧化锰的质量和高锰酸钾减去氧气质量的比值．
故答案为：（1）4.0；
（2）3.2g；
（3）该样品中KMnO₄的质量为31.6g；
（4）高锰酸钾分解会生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，所以计算反应后固体中MnO₂的质量分数应该是两部分二氧化锰的质量和高锰酸钾减去氧气质量的比值．

点评 本题主要考查了根据化学方程式的计算和质量守恒定律的应用；本题难度不大，但很容易出错，在分析题目时一定注意量的关系．