Question

把20.95g干燥的氯酸钾与二氧化锰的混合物装入大试管中，加热到质量不变为止，剩余固体为16.15g,则：
（1）求生成的气体在标态下的体积
（2）剩余固体各成分的物质的量
（3）向剩余固体中加入过量的浓硫酸，全部氯元素成为两种含氯的混合气体，通入过量的碘化钾溶液，生成的碘被0.02mol Na₂S₂O₃吸收，则生成的两种气体的体积（标态）是多少升？（已知：2Na₂S₂O₃ +I₂ →  Na₂S₄O₆+2NaI）

Answer 1

(1)3.36L  (2)KCl 0.1mol  MnO₂   0.1mol  (3)Cl₂  0.224L  HCl 1.792L

试题分析：（1）根据质量守恒定律可知，生成的氧气质量是20.95g－16.15g＝4.8g
氧气在标准状况下的体积是。
（2）根据方程式可知
2KClO₃2KCl ＋ 3O₂↑
2mol        2mol    3mol
0.1mol      0.1mol  0.15mol
所以反应后剩余固体中氯化钾的物质的量0.1mol
氯化钾的质量是74.5g/mol×0.1mol＝7.45g
则二氧化锰的质量是16.15g－7.45g＝8.7g
因此二氧化锰的物质的量是8.7g÷87g/mol＝0.1mol
（3）在加热的条件下，氯化钾和浓硫酸反应生成氯化氢，然后生成的氯化氢再被二氧化锰氧化生成氯气。根据方程式 Cl₂＋2KI＝2KCl＋I₂、I₂＋2Na₂S₂O₃＝2NaI＋Na₂S₄O₆可知：
Cl₂    ～    2Na₂S₂O
1mol       2mol
0.01mol    0.02mol
即生成的氯气是0.01mol
标准状况下的体积是0.224L
根据氯原子守恒可知
生成的氯化氢是0.1mol－0.01mol×2＝0.08mol
在标准状况下的体积是0.08mol×22.4L/mol＝1.792L
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度试题的考查，侧重对学生解题能力的培养。试题综合性强，贴近高考，旨在培养学生分析、归纳、总结问题的能力。有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性，也有助于培养学生的逻辑推理能力和逆向思维能力，有助于提升学生的学科素养。该题的关键是明确反应原理，然后结合质量守恒定律、原子守恒以及电子的得失守恒灵活运用即可。