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在一大试管中放入7.35gKClO3固体,加热使其部分分解,然后向反应后的残留固体中加入足量的稀H2SO4,发生如下反应:KClO3+5KCl+3H2SO4=3Cl2↑+3K2SO4+3H2O若第一步反应中KClO3的分解率为k,产生的氧气的
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问题描述:

在一大试管中放入7.35gKClO3固体,加热使其部分分解,然后向反应后的残留固体中加入足量的稀H2SO4,发生如下反应:KClO3+5KCl+3H2SO4=3Cl2↑+3K2SO4+3H2O若第一步反应中KClO3的分解率为k,产生的氧气的物质的量为amol,第二步反应中产生的Cl2的物质的量为bmol(忽略其在水中的溶解度).

(1)b的最大值为________,此时k=________.

(2)讨论k在不同的取值范围时a+b的值(用含k的代数式表示)

ka+b

(3)由以上讨论判断a+b的最大值为________________

梁毅雄回答:
  (1)氯酸钾的物质的量=7.35/122.5=0.06mol   因为产生氯气的Cl都有氯酸钾提供,所以b=0.06/2=0.03mol   计算出第二步反应的氯酸钾为0.01mol,则k=5/6   (2)2KClO3==2KCl+3O2   氧气中的氧都由氯酸钾提供,系数比为3/2=1.5   若转化率为k,则1.5a=0.06k,a=0.04k   第二步的水中的氧元素都由氯酸钾提供,且生成氯气和水的系数相同,即都为b.   b=3[0.06(1-k)]   a+b=0.04k+3[0.06(1-k)]=0.18-0.02k   (3)Max(a+b)=0.18
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