Question

取KClO₃和MnO₂的混合物16.60g加热至恒重，将反应后的固体加15g水充分溶解，剩余固体6.55g (25℃)，再加5 g水充分溶解，仍剩余固体4.80g(25℃)。

(1)若剩余的4.80g固体全是MnO₂，则原混合物中KClO₃的质量为________________g(保留2位小数)

(2)若剩余的4.80g固体是MnO₂和KCl的混合物，则25℃时KCl的溶解度为_____；原混合物中KClO₃的质量为________________g(保留2位小数)；所得KCl溶液的密度为1.72g/cm³，则溶液的物质的量浓度为______mol/L(保留2位小数)。

(3)可用以下反应制备KIO₃和K₂H₃IO₆(高碘酸氢二钾)：I₂+2KClO₃=2KIO₃+Cl₂① KIO₃+Cl₂+3KOH =K₂H₃IO₆+2KCl ②最终制得的KIO₃和K₂H₃IO₆的物质的量之比x，若制得100molK₂H₃IO₆,  共消耗ymolKClO₃，试确定y与x的关系式________________。

Answer

11.80 35g 12.25 5.99 y=100(1+x)

【解析】

(1)若剩余的4.80g固体全是MnO2，m(KClO3)=总质量- m(MnO2)

(2)若剩余的4.80g固体是MnO2和KCl的混合物，则5g水溶解氯化钾得到的溶液是饱和溶液，据此计算其溶解度；反应前后质量减少的质量为氧气的质量，根据氯酸钾和氧气之间的关系式计算氯酸钾的质量；根据溶液质量、密度计算溶液体积，再结合c=计算溶液的物质的量浓度；

(3)由方程式可知，整个过程KClO3中Cl原子的物质的量等于I原子的物质的量。

(1)若剩余的4.80g固体全是MnO2，m(KClO3)=16.60g-4.80g=11.80g；

(2)若剩余的4.80g固体是MnO2和KCl的混合物，则5g水溶解氯化钾得到的溶液是饱和溶液，5g水溶解KCl的质量=6.55g-4.80g=1.75g，则100g水溶解KCl的质量=×100g=35g，即KCl的溶解度为35g；20g水溶解氯化钾的质量=1.75g×4=7g，反应前后质量减少的质量为氧气的质量，氧气的质量=16.60g-7g-4.80g=4.8g，根据氧原子守恒得原混合物中KClO3的质量为×122.5g/mol=12.25g，溶液的质量=20g+7g=27g，溶液的体积=，n(KCl)=，则溶液的物质的量浓度==5.99mol/L；

(3) 最终制得的KIO3和K2H3IO6的物质的量之比x，若制得100molK2H3IO6，则最终制得KIO3为100xmol，由KIO3+Cl2+3KOH=K2H3IO6+2KCl可知，制得100molK2H3IO6时，消耗KIO3100mol，则整个过程中总共制备KIO3为100(1+x)mol，结合I2+2KClO3=2KIO3+Cl2可得消耗 KClO3的物质的量y=100(1+x)。