Question

9．实验室有一瓶混有少量杂质的高锰酸钾样品，为测定样品中高锰酸钾的质量分数，实验小组取了32g样品放在试管中热（杂质不含锰元素也不参与反应），并测得相关数据如下：

反应时间	t1	t2	t3	t4	t5
试管内剩余固体质量/g	31.6	31.0	29.6	28.8	28.8

请计算：
（1）样品中高锰酸钾的质量分数；
（2）剩余固体中锰元素的质量分数．

Answer 1

分析 高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，由表格数据分析可知，最终试管内剩余固体的质量为28.8g，由质量守恒定律，固体混合物减少的质量即为生成氧气的质量，由反应的化学方程式列式计算出参加反应的高锰酸钾的质量，进而计算出样品中高锰酸钾的质量分数、剩余固体中锰元素的质量分数．

解答 解：（1）由质量守恒定律，生成氧气的质量为32g-28.8g=3.2g．
设参加反应的高锰酸钾的质量为x，
2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
316                   32
x                     3.2g
$\frac{316}{32}=\frac{x}{3.2g}$     x=31.6g
样品中高锰酸钾的质量分数为$\frac{31.6g}{32g}$×100%=98.75%．
（2）由质量守恒定律，反应前后锰元素的质量不变，则高锰酸钾中锰元素的质量即为剩余固体中锰元素的质量，即31.6g×$\frac{55}{39+55+16×4}×$100%=11g．
剩余固体中锰元素的质量分数为$\frac{11g}{28.8g}$×100%≈38.2%．
答：（1）样品中高锰酸钾的质量分数为98.75%；
（2）剩余固体中锰元素的质量分数为38.2%．

点评 本题难度不大，掌握根据化学方程式的计算即可正确解答本题，根据质量守恒定律计算出氧气的质量是正确解答本题的前提和关键．