Question

（8分）將0．08mol KMnO₄固體（質(zhì)量為12．64g）加熱一段時(shí)間后，收集到a molO₂；向反應(yīng)后殘留的固體中加入足量的濃鹽酸，又收集到b molCl₂，此時(shí)Mn元素全部以Mn²⁺的形式存在于溶液中。
（1）請(qǐng)配平下列方程式：
KMnO₄+   HCl －     KCl+   MnCl₂+   Cl₂↑+   H₂O
（2）上式反應(yīng)中的還原劑是      ，當(dāng)還原劑失去1mol電子時(shí)，氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量為      。
（3）a +b的最大值為             ，a +b最小值為             。
（4）當(dāng) a +b ＝0．18時(shí)，殘留固體的質(zhì)量為                     。

Answer 1

（1）2；16；2；2；5；8；（2）HCl；0．5mol；（3）0．2；0．16；（4）12g

試題分析：（1）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)升降總數(shù)相等可得KMnO₄與濃鹽酸反應(yīng)的方程式是2KMnO₄+16HCl="2HCl+" 2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O；（2）在上述反應(yīng)中濃鹽酸中的Cl失去電子，化合價(jià)升高，所以還原劑是HCl；每產(chǎn)生氧化產(chǎn)物5mol的氯氣，電子轉(zhuǎn)移10mol，所以當(dāng)還原劑失去1mol電子時(shí)，氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量為0．5mol；（3）若0．08mol KMnO₄完全發(fā)生上述反應(yīng)則產(chǎn)生氯氣0．2mol,若KMnO₄完全發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)生氧氣：2KMnO₄△ K₂MnO₄+MnO₂+ O₂↑則根據(jù)方程式可知可產(chǎn)生0．04mol。所以a +b的最大值為0．2mol。若KMnO₄完全分解，則產(chǎn)生氧氣0．04mol,得到的K₂MnO₄和MnO₂都是0．04mol,它們與濃鹽酸反應(yīng)都能產(chǎn)生的Cl₂，反應(yīng)方程式是K₂MnO₄+8HCl=2KCl+MnCl₂+2Cl₂↑+4H₂O；MnO₂+4HCl(濃)△MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．則它們產(chǎn)生的氯氣的物質(zhì)的分別是：0．08mol、0．04mol,所以一共產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量是0．04+0．08+0．04=0．16mol。因此a +b最小值為0．16mol．若a +b ＝0．18時(shí)，產(chǎn)生amol的氧氣，分解KMnO₄為2amol，還含有未分解KMnO₄為(0．08-2a)mol, K₂MnO₄和MnO₂物質(zhì)的量是amol，則根據(jù)Mn得到的電子與O、Cl失去的電子數(shù)目相等可得Cl₂的物質(zhì)的量是[(0．08-2a) ×5 +a×4+a×2]÷2=b．由于a +b ＝0．18，所以a+[(0．08-2a)×5+a×4+a×2]÷2=0．18。解得a=0．02,所以所得到的固體質(zhì)量是12．64g-0．02×32g=12g．