Question

3．将0.2mol KMnO₄在一定温度下加热后生成a mol O₂（a≠0）；将剩余固体与过量浓盐酸混合加热又生成b mol Cl₂，此时锰元素均以Mn²⁺形式存在．若a+b=m，则m的取值范围为0.4≤m≤0.5．

Answer 1

分析 将0.2mol KMnO₄在一定温度下加热，反应方程式为2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，剩余固体与过量浓盐酸混合加热又生成氯气，反应过程中锰元素得到的电子数等于O元素、Cl元素失去的电子数，根据得失电子守恒结合极值法计算m值．

解答 解：在氧化还原反应中得失电子数相等，所以反应过程中锰元素得到的电子数等于O元素、Cl元素失去的电子数，
所以0.2mol×（7-2）=4amol+2bmol，即1=4a+2b，则2a+b=0.5，已知a+b=m，
所以a+b=m=0.5-a，
当高锰酸钾不分解生成氧气时，a=0，当高锰酸钾完全分解生成氧气时，生成氧气的物质的量为0.1mol，所以a的取值范围为0≤a≤0.1，
则0.5-0.1≤m≤0.5-0，即0.4≤m≤0.5，
故答案为：0.4≤m≤0.5．

点评 本题考查氧化还原反应的有关计算，根据电子守恒结合极值法进行分析解答即可，难度较大．