题目
用加热氯酸钾(rm KClO_3)的方法制备氧气,氧气用排水集气法收集,在26℃,102 kPa压力下收集到的气体体积为0.250L, 计算: (1) 收集到多少摩尔氧气? (2)有多少克rm KClO_3发生分解。(已知26℃时水的蒸气压为3.33 kPa)
用加热氯酸钾($$\rm KClO_3$$)的方法制备氧气,氧气用排水集气法收集,在26℃,102 kPa压力下收集到的气体体积为0.250L, 计算:
(1) 收集到多少摩尔氧气?
(2)有多少克$$\rm KClO_3$$发生分解。(已知26℃时水的蒸气压为3.33 kPa)
题目解答
答案
(1)$$\rm 0.00992\ mol$$
(2)$$\rm 0.81\ g$$
解析
考查要点:本题主要考查理想气体状态方程的应用及化学反应中物质的量关系的计算。
解题思路:
- 氧气物质的量计算:需注意排水法收集气体时,实际有效压强为总压强减去水的蒸气压,再代入理想气体方程 $PV = nRT$。
- 氯酸钾分解量计算:根据化学反应方程式 $2\rm KClO_3 \rightarrow 2KCl + 3O_2$,通过氧气的物质的量反推氯酸钾的分解量,最后结合摩尔质量计算质量。
关键点:正确处理分压、化学计量数的比例关系。
第(1)题
氧气的物质的量计算
- 确定有效压强:
氧气分压为总压强减去水的蒸气压:
$P_{\rm O_2} = 102\ \rm kPa - 3.33\ \rm kPa = 98.67\ \rm kPa$ - 代入理想气体方程:
$n = \frac{P_{\rm O_2} \cdot V}{R \cdot T} = \frac{98.67 \cdot 0.250}{8.314 \cdot 299.15} \approx 0.00992\ \rm mol$
第(2)题
氯酸钾分解量计算
- 化学反应关系:
根据反应方程式,分解的 $\rm KClO_3$ 与生成的 $\rm O_2$ 的物质的量比为 $2:3$,即:
$n_{\rm KClO_3} = \frac{2}{3} n_{\rm O_2} = \frac{2}{3} \cdot 0.00992 \approx 0.00661\ \rm mol$ - 计算质量:
$\rm KClO_3$ 的摩尔质量为 $122.55\ \rm g/mol$,因此:
$m_{\rm KClO_3} = 0.00661 \cdot 122.55 \approx 0.81\ \rm g$