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2. (坐标图像)某化学小组取 14 g 含杂质的氯酸钾样品和 2 g 二氧化锰(作催化剂)，放入试管中充分加热，其反应原理是$2KClO_{3}\xlongequal[△]{MnO_{2}}2KCl+3O_{2}\uparrow$，反应过程和数据如图所示。(杂质不参与反应)
(1)反应结束后，二氧化锰的质量为
(2)生成氧气的质量为
(3)计算该 14 g 样品中氯酸钾($KClO_{3}$)的质量。
(1)反应结束后，二氧化锰的质量为
2
g。(2)生成氧气的质量为
4.8
g。(3)计算该 14 g 样品中氯酸钾($KClO_{3}$)的质量。
答案
2. (1) 2
(2) 4.8
(3)解：设 14 g 样品中氯酸钾的质量为 $x$。
$2KClO_{3}\xlongequal[△]{MnO_{2}}2KCl+3O_{2}\uparrow$
$245\quad\quad\quad\quad\quad\quad 96$
$x\quad\quad\quad\quad\quad\quad 4.8\ \mathrm{g}$
$\dfrac{245}{96}=\dfrac{x}{4.8\ \mathrm{g}}\quad x=\dfrac{245×4.8\ \mathrm{g}}{96}=12.25\ \mathrm{g}$
答：该 14 g 样品中氯酸钾的质量为 12.25 g。
(2) 4.8
(3)解：设 14 g 样品中氯酸钾的质量为 $x$。
$2KClO_{3}\xlongequal[△]{MnO_{2}}2KCl+3O_{2}\uparrow$
$245\quad\quad\quad\quad\quad\quad 96$
$x\quad\quad\quad\quad\quad\quad 4.8\ \mathrm{g}$
$\dfrac{245}{96}=\dfrac{x}{4.8\ \mathrm{g}}\quad x=\dfrac{245×4.8\ \mathrm{g}}{96}=12.25\ \mathrm{g}$
答：该 14 g 样品中氯酸钾的质量为 12.25 g。
解析
【分析】
首先，明确二氧化锰是氯酸钾分解反应的催化剂，催化剂在化学反应前后质量不变，据此解决第一问；其次，根据质量守恒定律，反应前后固体的质量差等于生成氧气的质量，结合图像中反应前后固体质量，计算氧气质量解决第二问；最后，利用氯酸钾分解的化学方程式，根据氧气的质量计算样品中氯酸钾的质量，解决第三问。
【解析】
(1) 二氧化锰在氯酸钾分解反应中作催化剂，催化剂在化学反应前后质量不变，因此反应结束后二氧化锰的质量为2g。
(2) 反应前固体总质量为样品质量与二氧化锰质量之和：$14\ \mathrm{g} + 2\ \mathrm{g} = 16\ \mathrm{g}$，根据质量守恒定律，生成氧气的质量 = 反应前固体总质量 - 反应后剩余固体质量 = $16\ \mathrm{g} - 11.2\ \mathrm{g} = 4.8\ \mathrm{g}$。
(3) 设14 g样品中氯酸钾的质量为$x$。
$2KClO_{3}\xlongequal[△]{MnO_{2}}2KCl+3O_{2}\uparrow$
$\begin{array}{ll}245&96\\x&4.8\ \mathrm{g}\end{array}$
$\dfrac{245}{96}=\dfrac{x}{4.8\ \mathrm{g}}$，解得$x=\dfrac{245×4.8\ \mathrm{g}}{96}=12.25\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1) 2；(2) 4.8；(3) 12.25 g
【知识点】
催化剂的概念、质量守恒定律、根据化学方程式计算
【点评】
本题结合图像考查催化剂性质与化学计算，核心是利用质量差确定氧气质量，再结合化学方程式计算，属于基础化学计算题型，注重核心知识点的应用。
【难度系数】
0.6
首先，明确二氧化锰是氯酸钾分解反应的催化剂，催化剂在化学反应前后质量不变，据此解决第一问；其次，根据质量守恒定律，反应前后固体的质量差等于生成氧气的质量，结合图像中反应前后固体质量，计算氧气质量解决第二问；最后，利用氯酸钾分解的化学方程式，根据氧气的质量计算样品中氯酸钾的质量，解决第三问。
【解析】
(1) 二氧化锰在氯酸钾分解反应中作催化剂，催化剂在化学反应前后质量不变，因此反应结束后二氧化锰的质量为2g。
(2) 反应前固体总质量为样品质量与二氧化锰质量之和：$14\ \mathrm{g} + 2\ \mathrm{g} = 16\ \mathrm{g}$，根据质量守恒定律，生成氧气的质量 = 反应前固体总质量 - 反应后剩余固体质量 = $16\ \mathrm{g} - 11.2\ \mathrm{g} = 4.8\ \mathrm{g}$。
(3) 设14 g样品中氯酸钾的质量为$x$。
$2KClO_{3}\xlongequal[△]{MnO_{2}}2KCl+3O_{2}\uparrow$
$\begin{array}{ll}245&96\\x&4.8\ \mathrm{g}\end{array}$
$\dfrac{245}{96}=\dfrac{x}{4.8\ \mathrm{g}}$，解得$x=\dfrac{245×4.8\ \mathrm{g}}{96}=12.25\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1) 2；(2) 4.8；(3) 12.25 g
【知识点】
催化剂的概念、质量守恒定律、根据化学方程式计算
【点评】
本题结合图像考查催化剂性质与化学计算，核心是利用质量差确定氧气质量，再结合化学方程式计算，属于基础化学计算题型，注重核心知识点的应用。
【难度系数】
0.6
3. (实验装置图像)(2025·武汉)项目小组利用如图所示装置电解水并收集干燥的氢气和氧气。
(1)接通电源，收集a管逸出的气体，靠近火焰，观察到气体燃烧，发出淡蓝色火焰，说明该气体是
(2)一段时间后断开电源，实验前后整个装置的质量减少了0.9 g，写出通电过程中反应的化学方程式并计算生成氧气的质量（不考虑水的蒸发）。
(1)接通电源，收集a管逸出的气体，靠近火焰，观察到气体燃烧，发出淡蓝色火焰，说明该气体是
氢气
（填“氢气”或“氧气”）。(2)一段时间后断开电源，实验前后整个装置的质量减少了0.9 g，写出通电过程中反应的化学方程式并计算生成氧气的质量（不考虑水的蒸发）。
答案
3. (1) 氢气
(2)解：由质量守恒定律可知，参加反应的水的质量为 0.9 g。
设生成氧气的质量为 $x$。
$2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow+O_{2}\uparrow$
$36\quad\quad\quad\quad\quad 32$
$0.9\ \mathrm{g}\quad\quad\quad x$
$\dfrac{36}{32}=\dfrac{0.9\ \mathrm{g}}{x}\quad x=\dfrac{32×0.9\ \mathrm{g}}{36}=0.8\ \mathrm{g}$
答：生成氧气的质量为 0.8 g。
(2)解：由质量守恒定律可知，参加反应的水的质量为 0.9 g。
设生成氧气的质量为 $x$。
$2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow+O_{2}\uparrow$
$36\quad\quad\quad\quad\quad 32$
$0.9\ \mathrm{g}\quad\quad\quad x$
$\dfrac{36}{32}=\dfrac{0.9\ \mathrm{g}}{x}\quad x=\dfrac{32×0.9\ \mathrm{g}}{36}=0.8\ \mathrm{g}$
答：生成氧气的质量为 0.8 g。
解析
【分析】
本题分为两小问，第一问需结合电解水的气体性质判断气体种类：电解水时，负极产生的氢气具有可燃性，燃烧时发出淡蓝色火焰；正极产生的氧气具有助燃性，不能燃烧，据此可判断a管气体。第二问需利用电解水的反应原理，结合质量守恒定律，通过化学方程式计算生成氧气的质量，步骤为：确定反应的水的质量，书写化学方程式，找出相关物质的质量比，列比例式求解。
【解析】
(1) 电解水实验中，氢气具有可燃性，燃烧时产生淡蓝色火焰；氧气具有助燃性，不能燃烧。a管逸出的气体能燃烧，发出淡蓝色火焰，因此该气体是氢气。
(2) 电解水生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$。根据质量守恒定律，实验前后装置减少的质量即为参加反应的水的质量，为0.9 g。设生成氧气的质量为$x$，则：
$\begin{array}{ll}\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}\\36\quad\quad\quad\quad\quad 32\\0.9\ \mathrm{g}\quad\quad\quad\quad x\end{array}$
$\dfrac{36}{32}=\dfrac{0.9\ \mathrm{g}}{x}$，解得$x=\dfrac{32×0.9\ \mathrm{g}}{36}=0.8\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1) 氢气；(2) 生成氧气的质量为0.8 g。
【知识点】
电解水实验、化学方程式计算、质量守恒定律
【点评】
本题考查电解水的实验现象判断和化学方程式的基础计算，属于化学核心基础题型，需掌握电解水的气体性质规律，以及利用化学方程式计算的规范步骤，结合质量守恒确定反应的水的质量即可完成解答，难度较低。
【难度系数】
0.6
本题分为两小问，第一问需结合电解水的气体性质判断气体种类：电解水时，负极产生的氢气具有可燃性，燃烧时发出淡蓝色火焰；正极产生的氧气具有助燃性，不能燃烧，据此可判断a管气体。第二问需利用电解水的反应原理，结合质量守恒定律，通过化学方程式计算生成氧气的质量，步骤为：确定反应的水的质量，书写化学方程式，找出相关物质的质量比，列比例式求解。
【解析】
(1) 电解水实验中，氢气具有可燃性，燃烧时产生淡蓝色火焰；氧气具有助燃性，不能燃烧。a管逸出的气体能燃烧，发出淡蓝色火焰，因此该气体是氢气。
(2) 电解水生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$。根据质量守恒定律，实验前后装置减少的质量即为参加反应的水的质量，为0.9 g。设生成氧气的质量为$x$，则：
$\begin{array}{ll}\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}\\36\quad\quad\quad\quad\quad 32\\0.9\ \mathrm{g}\quad\quad\quad\quad x\end{array}$
$\dfrac{36}{32}=\dfrac{0.9\ \mathrm{g}}{x}$，解得$x=\dfrac{32×0.9\ \mathrm{g}}{36}=0.8\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1) 氢气；(2) 生成氧气的质量为0.8 g。
【知识点】
电解水实验、化学方程式计算、质量守恒定律
【点评】
本题考查电解水的实验现象判断和化学方程式的基础计算，属于化学核心基础题型，需掌握电解水的气体性质规律，以及利用化学方程式计算的规范步骤，结合质量守恒确定反应的水的质量即可完成解答，难度较低。
【难度系数】
0.6
