Question

（2010?普陀區(qū)二模）鉀元素可以與氧元素在不同條件下生成K₂O₂、KO₂和KO₃，如：3KOH（s）+2O₃（g）→2KO₃（s）+KOH?H₂O+

1

2

O₂（g）
（1）KOH與O₃反應，反應前后氣體體積減小67.2L（S．T．P．），則生成KO₃

348

g．
（2）將上述生成的混和物用液氨冷卻結(jié)晶，可得到KO₃晶體．它會緩慢分解為KO₂和O₂：2KO₃→2KO₂+O₂↑．已知分解后殘留固體中含氧的質(zhì)量分數(shù)為0.5063，則KO₃的分解百分率為

50.00%

．（保留兩位小數(shù)）
（3）已知某樣品中含有K₂O₂、KO₂和KO₃中的兩種，把71.1g該樣品加入過量的Al₂（SO₄）₃溶液中，產(chǎn)生白色沉淀23.4g．
①該樣品中鉀原子與氧原子個數(shù)的最簡整數(shù)比為

2：5

．（寫出計算過程）
②寫出可能存在的組合中兩種化合物的物質(zhì)的量之比．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)反應中氣體體積減少的量和KO₃之間的關(guān)系式進行計算；
（2）利用混合物中鉀、氧元素的質(zhì)量分數(shù)確定混合物的平均化學式，再根據(jù)平均化學式計算分解率；
（3）①根據(jù)3K元素→3KOH→Al（OH）₃之間的關(guān)系式計算鉀元素的質(zhì)量，混合物中剩余的是氧元素質(zhì)量，根據(jù)n=

m

M

計算鉀原子與氧原子個數(shù)的最簡整數(shù)比；
  ②根據(jù)平均化學式結(jié)合物質(zhì)的化學式構(gòu)成確定混合物的組成，再根據(jù)鉀氧原子個數(shù)比計算其物質(zhì)的量之比．

解答：解：（1）設(shè)生成KO₃的質(zhì)量是x．
3KOH（s）+2O₃（g）=2KO₃（s）+KOH?H₂O+

1

2

O₂（g）氣體體積減少
                   174g                        33.6L
                   x                           67.2L                                         
x=

67.2L×174g

33.6L

=348g
答：生成KO₃的質(zhì)量是348g；    
（2）混合物中K和O元素的原子個數(shù)之比=

49.37%

39

：

50.63%

16

=1：2.5，所以混合物的平均化學式為KO_2.5，要使KO₃、KO₂的平均化學式為KO_2.5，則只要兩種物質(zhì)的物質(zhì)的量相等即可，所以KO₃的分解率為50.00%，
故答案為：50.03%；
（3）①設(shè)鉀元素的質(zhì)量為z，
3K元素→3KOH→Al（OH）₃
108g          78g
z            23.4g
z=

23.4g×108g

78g

=32.4g
則氧元素的質(zhì)量=71.1g-32.4g=38.7g，
所以樣品中鉀原子與氧原子個數(shù)的最簡整數(shù)比=

32.4g

39g/mol

：

38.7g

16g/mol

=2：5，
故答案為：2：5；
  ②樣品中鉀原子與氧原子個數(shù)的最簡整數(shù)比=2：5=1：2.5，所以混合物的平均化學式為KO _2.5，則組成的混合物中應該是一種化合物中的鉀、氧原子個數(shù)比大于2.5，另一種化合物中鉀氧原子個數(shù)比小于2.5，所以兩種組合是K₂O₂和KO₃ 或KO₂
和KO₃，
當為KO₃～K₂O₂，設(shè)KO₃和K₂O₂ 的物質(zhì)的量分別是a、b，則

a+2b

3a+2b

=

1

2.5

，則a：b=6：1，
當為KO₃～KO₂，設(shè) KO₃和KO₂的物質(zhì)的量分別是c、d，則

c+d

3c+2d

=

1

2.5

，則c：d=1：1，
故答案為：KO₃～K₂O₂  6：1，KO₃～KO₂   1：1．

點評：本題考查物質(zhì)的量的有關(guān)計算，利用平均化學式進行分析解答較簡便，難度較大．