Question

19．已知：2KMnO₄═K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，将0.1mol KMnO₄固体加热一段时间后，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（注：KMnO₄和 K₂MnO₄以及 MnO₂都能与浓盐酸反应并生成Mn²⁺）．
（1）2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O反应中的还原产物是MnCl₂（填化学式），反应中若产生0.3mol的气体则有0.6mol的电子转移．
（2）a+b的最大值为0.25，a+b最小值为0.2．

Answer 1

分析 （1）元素化合价降低发生还原反应得到还原产物；根据Cl元素化合价变化计算转移电子；
（2）KMnO₄固体，加热一段时间后，收集到a mol氧气，在反应后的残留固体中加入足量的浓盐酸，继续加热，收集到气体b mol氯气，根据电子转移守恒，整个过程中，Mn元素获得电子等于O元素、Cl元素获得的电子，则有：0.1×（7-2）=4a+2b，整理得a+b=0.25-a，当高氯酸钾没有分解时，（a+b）达最大值，当高锰酸钾完全分解生成氧气时，生成氧气最多，生成氯气最少，根据方程式计算氧气最大值，进而确定（a+b）的最小值．

解答 解：（1）反应中Mn元素化合价由+7价降低为中+2价，故MnCl₂是还原产物；产生0.3mol的氯气时，转移电子为0.3mol×2×0-（-1）]=0.6mol，
故答案为：MnCl₂；0.6；
（2）KMnO₄固体，加热一段时间后，收集到a mol氧气，在反应后的残留固体中加入足量的浓盐酸，继续加热，收集到b mol氯气，根据电子转移守恒，整个过程中，Mn元素获得电子等于O元素、Cl元素获得的电子，则有：0.1×（7-2）=4a+2b，整理得a+b=0.25-a，
当高氯酸钾没有分解时，（a+b）达最大值，故（a+b）的最大值=0.25，
当高锰酸钾完全分解生成氧气时，生成氧气最多，生成氯气最少，由2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，可知生成氧气最大的物质的量为0.1mol×$\frac{1}{2}$=0.05mol，故a+b≥0.25-0.05=0.2，故（a+b）的最小值为0.2，
故答案为：0.25；0.2．

点评 本题考查混合物计算、氧化还原反应计算，难度中等，注意充分利用整个过程中的电子转移守恒解答．