问题 问答题

钾元素可以与氧元素在不同条件下生成K2O2、KO2和KO3,如:3KOH(s)+2O3(g)→2KO3(s)+KOH•H2O+

1
2
O2(g)

(1)KOH与O3反应,反应前后气体体积减小67.2L(S.T.P.),则生成KO3______g.

(2)将上述生成的混和物用液氨冷却结晶,可得到KO3晶体.它会缓慢分解为KO2和O2:2KO3→2KO2+O2↑.已知分解后残留固体中含氧的质量分数为0.5063,则KO3的分解百分率为______.(保留两位小数)

(3)已知某样品中含有K2O2、KO2和KO3中的两种,把71.1g该样品加入过量的Al2(SO43溶液中,产生白色沉淀23.4g.

①该样品中钾原子与氧原子个数的最简整数比为______.(写出计算过程)

②写出可能存在的组合中两种化合物的物质的量之比.

答案

(1)设生成KO3的质量是x.

3KOH(s)+2O3(g)=2KO3(s)+KOH•H2O+

1
2
O2(g)气体体积减少

                   174g                        33.6L

                   x                           67.2L                                         

x=

67.2L×174g
33.6L
=348g

答:生成KO3的质量是348g;    

(2)混合物中K和O元素的原子个数之比=

49.37%
39
50.63%
16
=1:2.5,所以混合物的平均化学式为KO2.5,要使KO3、KO2的平均化学式为KO2.5,则只要两种物质的物质的量相等即可,所以KO3的分解率为50.00%,

故答案为:50.03%;

(3)①设钾元素的质量为z,

3K元素→3KOH→Al(OH)3

108g          78g

z            23.4g

z=

23.4g×108g
78g
=32.4g

则氧元素的质量=71.1g-32.4g=38.7g,

所以样品中钾原子与氧原子个数的最简整数比=

32.4g
39g/mol
38.7g
16g/mol
=2:5,

故答案为:2:5;

  ②样品中钾原子与氧原子个数的最简整数比=2:5=1:2.5,所以混合物的平均化学式为KO 2.5,则组成的混合物中应该是一种化合物中的钾、氧原子个数比大于2.5,另一种化合物中钾氧原子个数比小于2.5,所以两种组合是K2O2和KO3 或KO2

和KO3

当为KO3~K2O2,设KO3和K2O2 的物质的量分别是a、b,则

a+2b
3a+2b
=
1
2.5
,则a:b=6:1,

当为KO3~KO2,设 KO3和KO2的物质的量分别是c、d,则

c+d
3c+2d
=
1
2.5
,则c:d=1:1,

故答案为:KO3~K2O2  6:1,KO3~KO2   1:1.

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