Question

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

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

Answer 1

答案：
解析：

(1)根據物質的量的關系，據分解的KClO3的量可求出生成的KCl及O2的量． 2KClO32KCl＋3O2↑　�、� m? mol　　m? mol　m? mol 剩余KClO3為(m－m?)mol，生成KCl為m?mol 根據KClO3＋5KCl＋3H2SO43Cl2↑＋3K2SO4＋3H2O 當(m－m?)mol∶m?＝1∶5時，反應①中剩余的KClO3和生成的KCl恰好反應，氯元素全部轉化成Cl2，此時?＝．根據反應前后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KCl的量計算，為m? mol ∴n＝m?＋m?＝m?＜1.75m 當?＞5/6時，生成的Cl2根據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