Question

KClO₃是一种常见的氧化剂，常用于医药工业、印染工业和制造烟火。实验室用KClO₃和MnO₂混合加热制氧气，现取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5g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；

（2）若剩余的4.80g固体是MnO₂和KCl的混合物

①求25℃时KCl的溶解度___；

②求原混合物中KClO₃的质量___；

③所得KCl溶液的密度为1.72g/cm³，则溶液的物质的量浓度为多少___？（保留2位小数）

（3）工业常利用3Cl₂+6KOH（热）→KClO₃+5KCl+3H₂O，制取KClO₃（混有KClO）。实验室模拟KClO₃制备，在热的KOH溶液中通入一定量氯气充分反应后，测定溶液中n(K⁺)：n(Cl^-)=14：11，将所得溶液低温蒸干，那么在得到的固体中KClO₃的质量分数的取值范围为多少？___

Answer

11.80 35g 12.25g 5.99mol/L 0.212～0.238

【解析】

(1)根据2KClO32KCl+3O2反应原理，MnO2不溶于水，KCl溶于水进行分析计算；
(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)测定溶液中n(K+):n(Cl-)=14:11结合氯气与KOH反应生成氯酸钾和KCl或KClO和KCl来计算质量分数的范围。

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

①则100g水溶解KCl的质量=，25°C时KCl的溶解度35g；故答案：35g；

②20g水溶解氯化钾的质量=1.75g4=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 =12.25g，所以原混合物中KClO3的质量12.25g，故答案为：12.25g；
③溶液的质量=20g+7g=27g，溶液的体积=，n(KCI)=，则溶液的物质的量浓度==5.99mol/L，所以答案为：5.99mol/L；
(3)测定溶液中n(K+):n(Cl-)=14:11，设钾离子为14mol，氯离子11mol；

①由零价氯变成负一价的氯，一共需要得到11mol电子，如果剩下的K离子是氯酸钾和次氯酸钾，由得失电子守恒可知氯酸钾是2mol，次氯酸钾是1mol，所以得到的晶体是11molKCl，1molKClO，2molKClO3氯酸钾的质量分数==0.212

②由零价氯变成负一价的氯一共需要得到11mol电子，若其余为氯酸钾和氢氧化钾的混合物，由得失电子守恒可以得到氯酸钾的质量分数==0.238，所以得到的固体中KClO3的质量分数的取值范围为0.212~0.238，故答案：0.212~0.238。