Question

【題目】KClO3是一種常見的氧化劑，常用于醫藥工業、印染工業和制造煙火。實驗室用KClO3和MnO2混合加熱制氧氣，現取KClO3和MnO2的混合物16.60g加熱至恒重，將反應后的固體加15g水充分溶解，剩余固體6.55g（25℃），再加5g水充分溶解，仍剩余固體4.80g（25℃）。

（1）若剩余的4.80g固體全是MnO2，則原混合物中KClO3的質量為___g；

（2）若剩余的4.80g固體是MnO2和KCl的混合物

①求25℃時KCl的溶解度___；

②求原混合物中KClO3的質量___；

③所得KCl溶液的密度為1.72g/cm3，則溶液的物質的量濃度為多少___？（保留2位小數）

（3）工業常利用3Cl2+6KOH（熱）→KClO3+5KCl+3H2O，制取KClO3（混有KClO）。實驗室模擬KClO3制備，在熱的KOH溶液中通入一定量氯氣充分反應后，測定溶液中n(K+)：n(Cl-)=14：11，將所得溶液低溫蒸干，那么在得到的固體中KClO3的質量分數的取值范圍為多少？___

Answer 1

【答案】11.80 35g 12.25g 5.99mol/L 0.212～0.238

【解析】

(1)根據2KClO32KCl+3O2反應原理，MnO2不溶于水，KCl溶于水進行分析計算；
(2)若剩余的4.80g固體是MnO2和KCl的混合物，則5g水溶解氯化鉀得到的溶液是飽和溶液，據此計算其溶解度；反應前后質量減少的質量為氧氣的質量，根據氯酸鉀和氧氣之間的關系式計算氯酸鉀的質量；根據溶液質量、密度計算溶液體積，再結合c=計算溶液的物質的量濃度；

(3)測定溶液中n(K+):n(Cl-)=14:11結合氯氣與KOH反應生成氯酸鉀和KCl或KClO和KCl來計算質量分數的范圍。

(1)若剩余的4.80g固體全是MnO2，m(KClO3)=16.60g-4.80g=11.80g，故答案為:11.80；
(2)若剩余的4.80g固體是MnO2和KCl的混合物，則5g水溶解氯化鉀得到的溶液是飽和溶液，5g水溶解KCl的質量=6.55g-4.80g=1.75g，

①則100g水溶解KCl的質量=，25°C時KCl的溶解度35g；故答案：35g；

②20g水溶解氯化鉀的質量=1.75g4=7g，反應前后質量減少的質量為氧氣的質量，氧氣的質量=16.60g-7g-4.80g=4.8g，根據氧原子守恒得 =12.25g，所以原混合物中KClO3的質量12.25g，故答案為：12.25g；
③溶液的質量=20g+7g=27g，溶液的體積=，n(KCI)=，則溶液的物質的量濃度==5.99mol/L，所以答案為：5.99mol/L；
(3)測定溶液中n(K+):n(Cl-)=14:11，設鉀離子為14mol，氯離子11mol；

①由零價氯變成負一價的氯，一共需要得到11mol電子，如果剩下的K離子是氯酸鉀和次氯酸鉀，由得失電子守恒可知氯酸鉀是2mol，次氯酸鉀是1mol，所以得到的晶體是11molKCl，1molKClO，2molKClO3氯酸鉀的質量分數==0.212

②由零價氯變成負一價的氯一共需要得到11mol電子，若其余為氯酸鉀和氫氧化鉀的混合物，由得失電子守恒可以得到氯酸鉀的質量分數==0.238，所以得到的固體中KClO3的質量分數的取值范圍為0.212~0.238，故答案：0.212~0.238。