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4. 某学习小组在实验室中用加热${KClO_{3}}$和${MnO_{2}}$混合物的方法制取${O_{2}}$，反应过程中固体质量的变化如图所示。
请计算：
(1) 制取的${O_{2}}$的质量是
(2) 原混合物中${KClO_{3}}$的质量分数。(计算结果精确到$0.1\%$)
请计算：
(1) 制取的${O_{2}}$的质量是
4.8
$g$。(2) 原混合物中${KClO_{3}}$的质量分数。(计算结果精确到$0.1\%$)
答案
4.
(1)$4.8$
(2)解：设原混合物中$KClO_3$的质量为$x$。
$2KClO_3\overset{MnO_2}{\underset{\triangle}{=}}2KCl+3O_2\uparrow$
$245$ $96$
$x$ $4.8\ g$
$\frac{245}{96}=\frac{x}{4.8\ g}$
$x = 12.25\ g$
原混合物中$KClO_3$的质量分数$=\frac{12.25\ g}{15\ g}×100\%\approx81.7\%$。
答：原混合物中$KClO_3$的质量分数约为$81.7\%$。
(1)$4.8$
(2)解：设原混合物中$KClO_3$的质量为$x$。
$2KClO_3\overset{MnO_2}{\underset{\triangle}{=}}2KCl+3O_2\uparrow$
$245$ $96$
$x$ $4.8\ g$
$\frac{245}{96}=\frac{x}{4.8\ g}$
$x = 12.25\ g$
原混合物中$KClO_3$的质量分数$=\frac{12.25\ g}{15\ g}×100\%\approx81.7\%$。
答：原混合物中$KClO_3$的质量分数约为$81.7\%$。
解析
【分析】
加热KClO₃和MnO₂的混合物时，KClO₃分解生成O₂气体逸出，导致固体总质量减少，根据质量守恒定律，固体减少的质量就是生成O₂的质量，由此可算出O₂的质量；再利用化学方程式，结合O₂的质量计算原混合物中KClO₃的质量，最后用KClO₃的质量除以原混合物总质量，即可求出其质量分数。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，生成O₂的质量 = 反应前固体总质量 - 反应后剩余固体质量 = 15g - 10.2g = 4.8g。
(2) 设原混合物中KClO₃的质量为x。
化学方程式：$\ce{2KClO_{3}\xlongequal[△]{MnO_{2}} 2KCl + 3O_{2}↑}$
相对质量：245 96
实际质量：x 4.8g
列比例式：$\frac{245}{96} = \frac{x}{4.8g}$
解得：$x = \frac{245×4.8g}{96} = 12.25g$
原混合物中$\ce{KClO_{3}}$的质量分数 = $\frac{12.25g}{15g}×100\% \approx 81.7\%$。
【答案】
(1) 4.8；(2) 约81.7%
【知识点】
根据化学方程式计算，质量守恒定律，混合物质量分数计算
【点评】
本题结合图像考查化学计算，核心是利用质量守恒定律确定生成氧气的质量，再通过化学方程式计算氯酸钾质量，进而求其质量分数，属于基础化学计算题型，注重对学生基础计算能力的考查。
【难度系数】
0.6
加热KClO₃和MnO₂的混合物时，KClO₃分解生成O₂气体逸出，导致固体总质量减少，根据质量守恒定律，固体减少的质量就是生成O₂的质量，由此可算出O₂的质量；再利用化学方程式，结合O₂的质量计算原混合物中KClO₃的质量，最后用KClO₃的质量除以原混合物总质量，即可求出其质量分数。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，生成O₂的质量 = 反应前固体总质量 - 反应后剩余固体质量 = 15g - 10.2g = 4.8g。
(2) 设原混合物中KClO₃的质量为x。
化学方程式：$\ce{2KClO_{3}\xlongequal[△]{MnO_{2}} 2KCl + 3O_{2}↑}$
相对质量：245 96
实际质量：x 4.8g
列比例式：$\frac{245}{96} = \frac{x}{4.8g}$
解得：$x = \frac{245×4.8g}{96} = 12.25g$
原混合物中$\ce{KClO_{3}}$的质量分数 = $\frac{12.25g}{15g}×100\% \approx 81.7\%$。
【答案】
(1) 4.8；(2) 约81.7%
【知识点】
根据化学方程式计算，质量守恒定律，混合物质量分数计算
【点评】
本题结合图像考查化学计算，核心是利用质量守恒定律确定生成氧气的质量，再通过化学方程式计算氯酸钾质量，进而求其质量分数，属于基础化学计算题型，注重对学生基础计算能力的考查。
【难度系数】
0.6
5. (2024·云南)为测定某过氧化氢溶液的溶质质量分数，实验中记录的相关数据如下表。
请计算：
(1) 表中氧气的质量为
(2) 该过氧化氢溶液的浓度。
$\left(温馨提示:{2H_{2}O_{2}\xlongequal{{MnO_{2}}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow};过氧化氢溶液的浓度 = \dfrac{{H_{2}O_{2}}的质量}{过氧化氢溶液的质量}× 100\%\right)$
请计算：
(1) 表中氧气的质量为
0.8
$g$。(2) 该过氧化氢溶液的浓度。
$\left(温馨提示:{2H_{2}O_{2}\xlongequal{{MnO_{2}}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow};过氧化氢溶液的浓度 = \dfrac{{H_{2}O_{2}}的质量}{过氧化氢溶液的质量}× 100\%\right)$
答案
5.
(1)$0.8$
(2)解：设过氧化氢的质量为$x$。
$2H_2O_2\overset{MnO_2}{=}2H_2O+O_2\uparrow$
$68$ $32$
$x$ $0.8\ g$
$\frac{68}{32}=\frac{x}{0.8\ g}$
$x = 1.7\ g$
过氧化氢溶液的浓度为：$\frac{1.7\ g}{34.0\ g}×100\% = 5\%$。
答：该过氧化氢溶液的浓度为$5\%$。
(1)$0.8$
(2)解：设过氧化氢的质量为$x$。
$2H_2O_2\overset{MnO_2}{=}2H_2O+O_2\uparrow$
$68$ $32$
$x$ $0.8\ g$
$\frac{68}{32}=\frac{x}{0.8\ g}$
$x = 1.7\ g$
过氧化氢溶液的浓度为：$\frac{1.7\ g}{34.0\ g}×100\% = 5\%$。
答：该过氧化氢溶液的浓度为$5\%$。
解析
【分析】
首先根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，生成氧气的质量等于反应前各物质总质量减去反应后剩余混合物的质量，以此算出氧气质量；再利用过氧化氢分解的化学方程式，结合氧气的质量计算出过氧化氢的质量，最后根据题目给出的浓度公式计算过氧化氢溶液的浓度。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，反应前总质量为过氧化氢溶液质量与二氧化锰质量之和：$34.0\ g + 0.1\ g = 34.1\ g$，反应后固体与液体混合物质量为$33.3\ g$，则生成氧气的质量为：$34.1\ g - 33.3\ g = 0.8\ g$。
(2) 设参加反应的过氧化氢的质量为$x$。
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
$\quad68\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad32$
$\quad x\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad0.8\ g$
则：$\dfrac{68}{32} = \dfrac{x}{0.8\ g}$
解得：$x = \dfrac{68×0.8\ g}{32} = 1.7\ g$
过氧化氢溶液的浓度为：$\dfrac{1.7\ g}{34.0\ g}×100\% = 5\%$。
【答案】
(1)$0.8$；(2)$5\%$
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式计算、溶质质量分数
【点评】
本题结合实验数据考查化学计算，需掌握质量守恒定律的应用及根据化学方程式计算的步骤，是初中化学常见的基础计算题型，难度适中。
【难度系数】
0.6
首先根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，生成氧气的质量等于反应前各物质总质量减去反应后剩余混合物的质量，以此算出氧气质量；再利用过氧化氢分解的化学方程式，结合氧气的质量计算出过氧化氢的质量，最后根据题目给出的浓度公式计算过氧化氢溶液的浓度。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，反应前总质量为过氧化氢溶液质量与二氧化锰质量之和：$34.0\ g + 0.1\ g = 34.1\ g$，反应后固体与液体混合物质量为$33.3\ g$，则生成氧气的质量为：$34.1\ g - 33.3\ g = 0.8\ g$。
(2) 设参加反应的过氧化氢的质量为$x$。
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
$\quad68\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad32$
$\quad x\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad0.8\ g$
则：$\dfrac{68}{32} = \dfrac{x}{0.8\ g}$
解得：$x = \dfrac{68×0.8\ g}{32} = 1.7\ g$
过氧化氢溶液的浓度为：$\dfrac{1.7\ g}{34.0\ g}×100\% = 5\%$。
【答案】
(1)$0.8$；(2)$5\%$
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式计算、溶质质量分数
【点评】
本题结合实验数据考查化学计算，需掌握质量守恒定律的应用及根据化学方程式计算的步骤，是初中化学常见的基础计算题型，难度适中。
【难度系数】
0.6
6. 在实验室里加热$30\ g$氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，反应时间与剩余固体的质量如下表所示。
请计算：
(1) 生成氧气的质量为
(2) 原混合物中氯酸钾的质量分数(精确到$0.1\%$)。
请计算：
(1) 生成氧气的质量为
9.6
$g$。(2) 原混合物中氯酸钾的质量分数(精确到$0.1\%$)。
答案
6.
(1)$9.6$
(2)解：设氯酸钾的质量为$x$。
$2KClO_3\overset{MnO_2}{\underset{\triangle}{=}}2KCl+3O_2\uparrow$
$245$ $96$
$x$ $9.6\ g$
$\frac{245}{x}=\frac{96}{9.6\ g}$
$x = 24.5\ g$
氯酸钾的质量分数为：$\frac{24.5\ g}{30\ g}×100\%\approx81.7\%$。
答：原混合物中氯酸钾的质量分数约为$81.7\%$。
(1)$9.6$
(2)解：设氯酸钾的质量为$x$。
$2KClO_3\overset{MnO_2}{\underset{\triangle}{=}}2KCl+3O_2\uparrow$
$245$ $96$
$x$ $9.6\ g$
$\frac{245}{x}=\frac{96}{9.6\ g}$
$x = 24.5\ g$
氯酸钾的质量分数为：$\frac{24.5\ g}{30\ g}×100\%\approx81.7\%$。
答：原混合物中氯酸钾的质量分数约为$81.7\%$。
解析
【分析】首先，根据质量守恒定律，氯酸钾分解生成氧气，反应后固体质量减少，减少的质量就是生成氧气的质量。观察表格，$t_2$和$t_3$时剩余固体质量不再变化，说明反应完全，因此用反应前混合物总质量减去最终剩余固体质量可得到氧气质量。接着，利用氯酸钾分解的化学方程式，根据生成氧气的质量计算出原混合物中氯酸钾的质量，再用氯酸钾质量除以原混合物总质量，即可求出氯酸钾的质量分数。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，生成氧气的质量 = 反应前混合物总质量 - 反应后剩余固体总质量 = $30g - 20.4g = 9.6g$。
(2) 设原混合物中氯酸钾的质量为$x$。
氯酸钾分解的化学方程式为：$2KClO_3\overset{MnO_2}{\underset{△}{=}}2KCl + 3O_2↑$
各物质的相对质量：$2KClO_3$的相对分子质量为$2×(39+35.5+16×3)=245$，$3O_2$的相对分子质量为$3×32=96$。
列比例式：$\frac{245}{96} = \frac{x}{9.6g}$
解得：$x = \frac{245×9.6g}{96} = 24.5g$
原混合物中氯酸钾的质量分数 = $\frac{24.5g}{30g}×100\% ≈81.7\%$
【答案】
(1) $9.6$；(2) 约$81.7\%$
【知识点】
质量守恒定律、根据化学方程式计算、混合物质量分数计算
【点评】
本题结合实验数据，利用质量守恒定律求生成气体质量，再通过化学方程式进行计算，是化学计算中的基础题型，需掌握质量守恒的应用和化学方程式计算的规范步骤。
【难度系数】
0.6
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，生成氧气的质量 = 反应前混合物总质量 - 反应后剩余固体总质量 = $30g - 20.4g = 9.6g$。
(2) 设原混合物中氯酸钾的质量为$x$。
氯酸钾分解的化学方程式为：$2KClO_3\overset{MnO_2}{\underset{△}{=}}2KCl + 3O_2↑$
各物质的相对质量：$2KClO_3$的相对分子质量为$2×(39+35.5+16×3)=245$，$3O_2$的相对分子质量为$3×32=96$。
列比例式：$\frac{245}{96} = \frac{x}{9.6g}$
解得：$x = \frac{245×9.6g}{96} = 24.5g$
原混合物中氯酸钾的质量分数 = $\frac{24.5g}{30g}×100\% ≈81.7\%$
【答案】
(1) $9.6$；(2) 约$81.7\%$
【知识点】
质量守恒定律、根据化学方程式计算、混合物质量分数计算
【点评】
本题结合实验数据，利用质量守恒定律求生成气体质量，再通过化学方程式进行计算，是化学计算中的基础题型，需掌握质量守恒的应用和化学方程式计算的规范步骤。
【难度系数】
0.6
