Question

小意和小思同學對化學計算很有心得．以下是他們解答一道計算題的實錄．請你一起參與研究并完成相關問題．（計算結果精確到0.01）
已知：2KClO₃

MnO2  .

2KCl+3O₂↑，將10g氯酸鉀和2g二氧化錳混合后放入試管加熱，收集所需量的氧氣后，停止加熱讓試管冷卻，稱得試管內剩余固體質量為7.2g，求生成氯化鉀的質量．
（1）小意很快得到（10g+2g-7.2g）是

 

（填化學式）的質量，進而求出KCl的質量是

 

g；
（2）小思依據上述計算的結果發現題目數據有問題．請你通過簡單的計算，論證他的發現．
（3）如何才能更正該題呢？小意和小思認為有許多方法，例如將題目中“10g氯酸鉀”改為“ag氯酸鉀”，其他物質的質量不變，則a的取值范圍是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據質量守恒定律可知，反應前后的質量減少量為生成氧氣的質量．然后，利用這一數值和化學方程式，得出各物質之間的質量比，列出比例式，即可求出KCl的質量；
（2）根據（1）中計算出的KCl的質量和質量守恒定律進行計算，然后把得出的數值和已知條件所給的數值進行對比，如果數值不一致，就說明題目數據有問題；
（3）用極值假設，假設氯酸鉀沒有反應和完全反應兩種極端現象進行計算，即可得出a的取值范圍．

解答：解：（1）反應前后的質量減少量為生成氧氣的質量：10g+2g-7.2g=4.8g，
設生成4.8g氧氣時同時生成KCl的質量為x．
2KClO₃

MnO2  .

2KCl+3O₂↑
245          149  96
y            x   4.8g
∴

149

x

=

96

4.8g

解之得：x=7.45g，
故答案為：4.8g，7.45g．
（2）由于7.45g+2g=9.45g＞7.2g，故題目中數據有問題．
（3）氯酸鉀質量范圍的確定，需用到極值假設：
①假設需要的氧氣質量為0g，則氯酸鉀的質量為7.2g-2g=5.2g．
②假設需要氧氣質量較多，氯酸鉀全部分解，則氯化鉀的質量為5.2g，設此時需要氯酸鉀的質量為y，
由（1）中的物質質量比可得：

245

y

=

149

5.2g

解得：y=8.55g，
故答案為：5.2g＜a≤8.55g．

點評：本題主要考查學生對運用質量守恒定律、極端假設法和化學方程式進行計算的能力．