【取二氧化锰和氯酸钾的混合物25g.加热至恒重,在一定温度下将残留的固体加入12g水中,有12g固体未溶,再加5g水仍有10g固体未溶,氯化钾在一定温度下溶解度已给出,求原混合物中的氯酸钾的质量?】-保卡通问答

【取二氧化锰和氯酸钾的混合物25g.加热至恒重,在一定温度下将残留的固体加入12g水中,有12g固体未溶,再加5g水仍有10g固体未溶,氯化钾在一定温度下溶解度已给出,求原混合物中的氯酸钾的质量?】

更新时间： 2025-08-26 20:29:51

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问题描述：

取二氧化锰和氯酸钾的混合物25g.加热至恒重,在一定温度下将残留的固体加入12g水中,有12g固体未溶,再加5g水仍有10g固体未溶,氯化钾在一定温度下溶解度已给出,求原混合物中的氯酸钾的质量?

氯化钾溶解度：0℃28g；20℃34.4g；40℃40.3g；60℃45.8g；80℃51.1g；100℃56.5g

华明良回答：

　　此题目分情况讨论.首先说明：加热至恒重混合物只剩下氯化钾与二氧化锰.二氧化锰不溶于水. 　　情况一：　　设再加入5克水后,氯化钾已经完全溶解.此时温度应该不低于某一温度T,T温度下氯化钾的溶解度大于等于40克（因为5克水能足够溶解2克氯化钾,从溶解度曲线大致判断此温度应高于39℃,至于到底大致多少摄氏度后面可以大致判断）.显然,剩下固体全是二氧化锰.所以原混合物中氯酸钾为25－10＝15克.根据化学方程式计算（可见情况二）,反应产生的氯化钾为9.12245克.但是,此情况下,反应后所残留的全部固体质量就为10＋9.12245＝19.12245克.但第一次用12克水溶解残留固体至仅剩下12克,则溶解了7.12245克.可以计算其溶解度为7.12245克×100克/12克=59.35克.这就超出了氯化钾在100℃的水中溶解度,所以不符合题意.（顺便说下,因为盐溶液存在沸点升高凝固点降低的物理化学效应,实际上氯化钾的水溶液超过100℃从而溶解多于56.5g物质是可能的）　　情况二：设再加入5克水后,氯化钾未完全溶解.显然此温度下溶解度应为40克,因为5克水溶解了2克固体.此情况是温度不高于某温度T的情况.设原混合物中二氧化锰为x克.则最后未溶解的固体中氯化钾为（10－x）克.已经溶解的氯化钾应为（17克/5克）×2克＝6.8克（也可以根据溶解度为40克计算）.所以加热反映产生的氯化钾总质量为（10－x）+6.8克即（16.8－x）克. 　　根据化学反应方程式（大致写一下,仅表示质量关系）：　　2KClO3=2KCl+3O2 　　245149 　　?(16.8－x) 　　可以计算出原混合物中氯酸钾质量?为(16.8－x)×245/149 　　因为原混合物仅有氯酸钾与二氧化锰,所以我们可以列质量关系式　　(16.8－x)×245/149＋x＝25 　　解方程得,x＝4.073克. 　　所以氯酸钾为25克－4.073克＝20.927克. 　　同时可知反应后产生的的氯化钾为12.727克.第一次被12克水溶解的氯化钾为4.8克,剩下为7.927克,与4.073克二氧化锰质量之和正好为12克符合题意.第二次又溶解2克.剩下5.927克氯化钾,4.073克二氧化锰,质量之和正好是10克.完全符合题意. 　　综合情况一与情况二判断,原混合物中氯酸钾为20.927克. 　　我们从二氧化锰的质量上也可以大致判断情况二较合理,毕竟催化剂没有必要太多.情况一中的二氧化锰10克也相对太多了,不过这不能代替计算.