Question

化学兴趣小组的同学在实验室中用加热4.9g氯酸钾和1.58g高锰酸钾混合物的方法进行了制取氧气的研究，得到如图所示的曲线图．试回答：
（1）b点得到的氧气主要是由分解

 

（填氯酸钾或高锰酸钾）产生的，b-c段产生氧气的速度明显比O-b段加快，其原因是

 

．
（2）c点对应产生氧气的质量a值是

 

g．
（3）反应结束后所得固体混合物中质量分数最大的物质的质量分数是多少？

Answer 1

分析：（1）观察图示可知加热混合物就产生氧气，b点后b-c段产生氧气的速度明显比O-b段加快，结合高锰酸钾分解所需的温度低些，而氯酸钾分解时要加热到较高的温度且反应放出氧气的速率较慢，通常要加入催化剂进行分析得知b点所得氧气主要是高锰酸钾分解产生，高锰酸钾分解生成的二氧化锰可作为氯酸钾分解的催化剂；
（2）该点后生成氧气质量不再变化，说明二者完全分解；
（3）根据方程式求出生成固体的质量，进行比较分析．

解答：解：（1）高锰酸钾分解所需的温度低些，而氯酸钾分解时要加热到较高的温度且反应放出氧气的速率较慢，通常要加入催化剂可知b点得到的氧气主要由高锰酸钾分解所得，而高锰酸钾分解生成的二氧化锰可做氯酸钾分解的催化剂．故答案为：高锰酸钾，高锰酸钾分解产生的二氧化锰作为催化剂，加速了氯酸钾的分解；
    （2）c点时氧气不再增加，当然氧气的质量就是4.9g氯酸钾和1.58g高锰酸钾全部分解所产生的氧气质量 
   设氯酸钾分解得到氧气的质量为x，高锰酸钾分解得到氧气的质量为y．
  2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑                2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
   245              96                   316                  32
   4.9g             x                    1.58g                 y

245

96

=

4.9g

x

                             

316

32

=

1.58g

y

    x=1.92g                                  y=0.16g
c点氧气质量为y+x=1.92+0.16=2.08（g）
故答案为：2.08；
（3）由氯酸钾分解，根据质量守恒定律可知反应生成的氯化钾质量是：4.9g-1.92g=2.98g，1.58gKMnO₄分解，生成的其他固体的质量肯定小于KCl的2.98g，故剩余固体混合物中质量分数最大的只能是KCl．
剩余固体混合物的质量为4.9g+1.58g-2.08g=4.4g    
所以KCl的质量分数为

2.98g

4.4g

×100%=67.73%
答：固体混合物中KCl的质量分数最大，其数值为67.73%

点评：本题是一道结合图示的计算分析题，考查了学生分析化学反应、利用化学方程式解题等方面的能力，综合能力强．