Question

20．将质量为12.64g KMnO₄固体加热一段时间后，收集到amol O₂；向反应后残留的固体中加入足量的浓盐酸，又收集到bmol Cl₂，此时Mn元素全部以Mn²⁺的形式存在于溶液中．
（1）请完成并配平下列化学方程式：
1KMnO₄+8HCl═2KCl+MnCl₂+2Cl₂↑+4 H₂O
（2）用酸性高锰酸钾溶液滴定FeSO₄溶液写出该反应的离子方程式5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．
（3）当KMnO₄固体加热生成O₂ a mol值最大时，向反应后残留的固体中加入足量的浓盐酸并加热，产生Cl₂的物质的量b=0.12mol．（此时Mn元素全部以Mn²⁺的形式存在于溶液中）

Answer 1

分析 （1）Mn元素的化合价降低4，Cl元素的化合价升高1，由电子守恒和原子守恒配平；
（2）酸性高锰酸钾溶液滴定FeSO₄溶液生成硫酸铁、硫酸锰、硫酸钾和水；
（3）将质量为12.64gKMnO₄固体加热一段时间后，当KMnO₄固体加热生成O₂ amol值最大时，发生反应2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，高锰酸钾物质的量n=$\frac{12.64g}{158g/mol}$=0.08mol，生成K₂MnO₄物质的量为0.04mol，生成MnO₂+物质的量为0.04mol，结合化学方程式K₂MnO₄+8HCl=2KCl+MnCl₂+2Cl₂↑+4H₂O，MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，计算生成氯气物质的量．

解答 解：（1）Mn元素的化合价降低4，Cl元素的化合价升高1，由电子守恒和原子守恒可知，反应为K₂MnO₄+8HCl=2KCl+MnCl₂+2Cl₂↑+4H₂O，故答案为：1；8； 2； 2； 4 H₂O；
（2）酸性高锰酸钾溶液滴定FeSO₄溶液写出该反应的离子方程式为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
故答案为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
（3）将质量为12.64gKMnO₄固体加热一段时间后，当KMnO₄固体加热生成O₂ amol值最大时，2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，高锰酸钾物质的量n=$\frac{12.64g}{158g/mol}$=0.08mol，生成K₂MnO₄物质的量为0.04mol，生成MnO₂+物质的量为0.04mol，结合化学方程式计算，
K₂MnO₄+8HCl=2KCl+MnCl₂+2Cl₂↑+4H₂O，
1                                              2
0.04mol                                0.08mol
MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
1                                     1
0.04mol                      0.04mol
生成氯气物质的量=0.08mol+0.04mol=0.12mol，
故答案为：0.12

点评 本题考查了氧化还原反应化学方程式配平、氧化还原反应电子转移守恒、化学方程式计算等，掌握基础是解题关键，题目难度中等．