Question

4．完成下列研究性学习的有关内容：探究氯酸钾和二氧化锰混合物中氯酸钾的质量分数．
【研究方案】先称取一定质量的氯酸钾和二氧化锰混合物，放入大试管加热至质量不再变化为止．事先查阅资料得知，二氧化锰的质量在反应前后不变且在水中难溶．
【解决问题】实验测得固体混合物质量随加热时间变化的相关数据如图所示，请填写表格：

反应中产生氧气的质量/克	原混合物中氯酸钾的质量/克	原混合物中氯酸钾的质量分数
4.8g	12.25g	76.6%

【继续研究】为了分离回收二氧化锰和氯化钾，他们在反应后的固体混合物中加入80克水使其中的氯化钾完全溶解，然后通过过滤使二氧化锰与液体分离．请计算他们得到的溶液中氯化钾的质量分数．（过滤中水的损失不计）8.5%．

Answer 1

分析 【解决问题】（1）根据质量守恒定律，固体物质减轻的质量即为产生氧气的质量；
（2）利用氯酸钾分解的化学方程式，计算出混合物中氯酸钾的质量，然后根据质量分数公式计算即可；
（3）根据氯酸钾的质量，原混合物中氯酸钾的质量分数．
【继续研究】利用氯酸钾分解的化学方程式和生成氧气的质量，列出比例式，就可计算出生成氯化钾的质量，然后根据溶质质量分数公式计算即可．

解答 解：【解决问题】（1）根据质量守恒定律，O₂的质量为：16.0g-11.2g=4.8g；
（2）设原混合物中氯酸钾的质量为x，
2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑
245             96
x              4.8g
则$\frac{245}{96}=\frac{x}{4.8g}$，解之得：x=12.25g；
原混合物中氯酸钾的质量分数为：$\frac{12.25}{16.0g}×$100%=76.6%．
【继续研究】设生成氯化钾的质量为y，
2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑
           149  96
           y   4.8g
则$\frac{149}{96}=\frac{y}{4.8g}$，解之得y=7.45g；
氯化钾的质量分数为：$\frac{7.45g}{80g+7.45g}$×100%=8.5%．
故答案为：
（1）4.8； 12.25； 76.6%；（2）8.5%．

点评 本题主要考查学生利用化学方程式和质量守恒定律进行计算的能力．根据质量守恒定律，可以求出生成气体的质量，为答题打开突破口．