Question

將一定物質(zhì)的量的KClO₃加熱，使之部分分解，然后再向反應(yīng)后的混合物中加入足量的硫酸并加熱，發(fā)生如下反應(yīng)：KClO₃＋5KCl＋3H₂SO₄3Cl₂↑＋3K₂SO₄＋3H₂O．

　　假設(shè)原KClO₃為m mol，第一步反應(yīng)KClO₃的分解率為α，兩步反應(yīng)生成的O₂與Cl₂總物質(zhì)的量為nmol．(1)計算當氯元素全部轉(zhuǎn)化為Cl₂時的α值及n、m的函數(shù)關(guān)系式．(2)討論在α取不同值時，n與α、m的函數(shù)關(guān)系式及n的最大值．

Answer 1

答案：
解析：

(1)根據(jù)物質(zhì)的量的關(guān)系，據(jù)分解的KClO3的量可求出生成的KCl及O2的量． 2KClO32KCl＋3O2↑　　① m? mol　　m? mol　m? mol 剩余KClO3為(m－m?)mol，生成KCl為m?mol 根據(jù)KClO3＋5KCl＋3H2SO43Cl2↑＋3K2SO4＋3H2O 當(m－m?)mol∶m?＝1∶5時，反應(yīng)①中剩余的KClO3和生成的KCl恰好反應(yīng)，氯元素全部轉(zhuǎn)化成Cl2，此時?＝．根據(jù)反應(yīng)前后Cl元素守恒，則nCl2＝n KClO3＝mol ∴　n＝nO2＋nCl2m?＋＝1.75m (2)當?＜56時，生成Cl2的量根據(jù)KCl的量計算，為m? mol ∴n＝m?＋m?＝m?＜1.75m 當?＞5/6時，生成的Cl2根據(jù)KClO3的量計算，為3m(1－?)mol ∴n＝m?＋3m(1－?)＝3m(1－)＜1.75m 所以，當?＝時，n有最大值，即n＝1.75m