Question

（8分）将0．08mol KMnO₄固体（质量为12．64g）加热一段时间后，收集到a molO₂；向反应后残留的固体中加入足量的浓盐酸，又收集到b molCl₂，此时Mn元素全部以Mn²⁺的形式存在于溶液中。
（1）请配平下列方程式：
KMnO₄+   HCl －     KCl+   MnCl₂+   Cl₂↑+   H₂O
（2）上式反应中的还原剂是      ，当还原剂失去1mol电子时，氧化产物的物质的量为      。
（3）a +b的最大值为             ，a +b最小值为             。
（4）当 a +b ＝0．18时，残留固体的质量为                     。

Answer 1

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

试题分析：（1）根据氧化还原反应中化合价升降总数相等可得KMnO₄与浓盐酸反应的方程式是2KMnO₄+16HCl="2HCl+" 2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O；（2）在上述反应中浓盐酸中的Cl失去电子，化合价升高，所以还原剂是HCl；每产生氧化产物5mol的氯气，电子转移10mol，所以当还原剂失去1mol电子时，氧化产物的物质的量为0．5mol；（3）若0．08mol KMnO₄完全发生上述反应则产生氯气0．2mol,若KMnO₄完全发生分解反应产生氧气：2KMnO₄△ K₂MnO₄+MnO₂+ O₂↑则根据方程式可知可产生0．04mol。所以a +b的最大值为0．2mol。若KMnO₄完全分解，则产生氧气0．04mol,得到的K₂MnO₄和MnO₂都是0．04mol,它们与浓盐酸反应都能产生的Cl₂，反应方程式是K₂MnO₄+8HCl=2KCl+MnCl₂+2Cl₂↑+4H₂O；MnO₂+4HCl(浓)△MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．则它们产生的氯气的物质的分别是：0．08mol、0．04mol,所以一共产生气体的物质的量是0．04+0．08+0．04=0．16mol。因此a +b最小值为0．16mol．若a +b ＝0．18时，产生amol的氧气，分解KMnO₄为2amol，还含有未分解KMnO₄为(0．08-2a)mol, K₂MnO₄和MnO₂物质的量是amol，则根据Mn得到的电子与O、Cl失去的电子数目相等可得Cl₂的物质的量是[(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,所以所得到的固体质量是12．64g-0．02×32g=12g．