Question

将一定物质的量的KClO₃加热，使之部分分解，然后再向反应后的混合物中加入足量的硫酸并加热，发生如下反应：KClO₃＋5KCl＋3H₂SO₄3Cl₂↑＋3K₂SO₄＋3H₂O．

　　假设原KClO₃为m mol，第一步反应KClO₃的分解率为α，两步反应生成的O₂与Cl₂总物质的量为nmol．(1)计算当氯元素全部转化为Cl₂时的α值及n、m的函数关系式．(2)讨论在α取不同值时，n与α、m的函数关系式及n的最大值．

Answer 1

答案：
解析：

(1)根据物质的量的关系，据分解的KClO3的量可求出生成的KCl及O2的量． 2KClO32KCl＋3O2↑　　① m? mol　　m? mol　m? mol 剩余KClO3为(m－m?)mol，生成KCl为m?mol 根据KClO3＋5KCl＋3H2SO43Cl2↑＋3K2SO4＋3H2O 当(m－m?)mol∶m?＝1∶5时，反应①中剩余的KClO3和生成的KCl恰好反应，氯元素全部转化成Cl2，此时?＝．根据反应前后Cl元素守恒，则nCl2＝n KClO3＝mol ∴　n＝nO2＋nCl2m?＋＝1.75m (2)当?＜56时，生成Cl2的量根据KCl的量计算，为m? mol ∴n＝m?＋m?＝m?＜1.75m 当?＞5/6时，生成的Cl2根据KClO3的量计算，为3m(1－?)mol ∴n＝m?＋3m(1－?)＝3m(1－)＜1.75m 所以，当?＝时，n有最大值，即n＝1.75m