Question

甲、乙、丙三位同學對解答下列一道計算題因解法不同而產生爭議，請你參與討論并完成相關問題．（計算結果精確到0.01）
[原題]實驗室現需0.96L純凈的氧氣（標準狀況下，氧氣的密度為1.429g/L）．現將2.45g 氯酸鉀和1.55g 二氧化錳混合后放入試管中加熱，當收集到0.96L氧氣后，停止加熱并讓試管冷卻，稱得試管內剩余固體的質量為2.80g．求生成氯化鉀的質量．
①甲將0.96L氧氣直接代入化學方程式計算，直接求得生成氯化鉀的質量為1.49g．
②乙認為2.45g+1.55g-2.80g=1.20g 是氧氣的質量，進而求得生成氯化鉀的質量．
（1）丙同學認為甲同學化學計算是錯誤的，你認為丙判斷甲計算錯誤的原因是：

甲同學誤將0.96L作為質量代入化學方程式進行計算

．
（2）丙同學從乙同學的計算結果發現題目中數據有問題．你能通過計算，論證丙同學的發現？
（3）如何才能更正該題？甲、乙、丙三位同學都有自己的方法．但依據實驗事實，宜將原題中“試管內剩余固體的質量為2.80g”改為“試管內剩余固體的質量為x g”，其它物質的質量不變，則x 的取值范圍是：

3.04g≤x＜4.00g

．

Answer 1

分析：（1）根據化學方程式的意義可以知道，化學方程式可以表示出各物質間的質量關系，可以據此分析；
（2）通過計算2.45g氯酸鉀完全分解后能夠產生的氧氣的質量進行判斷；
（3）根據根據氯酸鉀完全分解后的生成的氯酸鉀和氧氣的質量來進行判斷．

解答：解：（1）由于化學方程式用物質的相對分質量來表示各物質間的質量關系，所以帶入計算時也應該是帶入物質的質量，而本題中甲同學誤將0.96L作為質量代入化學方程式進行計算；
（2）設2.45gKClO₃ 完全分解生成的氯化鉀的質量為x，生成氧氣的質量為y
2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑   
245               96
2.45g             x

245

2.45g

=

96

x

解得：x=0.96g；
根據計算可以知道，即使2.45g氯酸鉀完全分解，也只能產生0.96g氧氣，所以結合乙同學的計算可以知道，題中的數據有問題．
（3）根據質量守恒定律可以知道，該反應后剩余的固體的質量應該為反應前的總質量與生成氣體的質量之差，根據（2）的計算可以知道生成氣體的質量最多為0.96g，所以試管中剩余固體的質量最少為：2.45g+1.55g-0.96g=3.04g，而剩余的最多量不能大于原混合物的質量，即2.45g+1.55g=4.00g；所以x的取值范圍為：3.04g≤x＜4．
故答案為：（1）甲同學誤將0.96L作為質量代入化學方程式進行計算；
（2）根據計算可以知道，即使2.45g氯酸鉀完全分解，也只能產生0.96g氧氣，所以結合乙同學的計算可以知道，題中的數據有問題．
（3）3.04g≤x＜4.00g．

點評：本題主要考查學生運用所學化學知識綜合分析和解決實際問題的能力．增加了學生分析問題的思維跨度，強調了學生整合知識的能力．