某研究性学习小组进行了一系列化学实验后.发现高锰酸钾分解后的含锰元素的化合物都能和浓盐酸反应制得氯气.锰化合物的还原产物都是MnCl2(如:K2MnO4+8HCl═MnCl2+2Cl2↑+2KCl+4H2O)．他们又进行了以下一些有关定量的实验.按要求填空或计算(气体体积都折合成标准状况):(1)称取了31.6gKMnO4粉末.放在试管中加热充分� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

某研究性学习小组进行了一系列化学实验后，发现高锰酸钾分解后的含锰元素的化合物都能和浓盐酸反应制得氯气，锰化合物的还原产物都是MnCl₂（如：K₂MnO₄+8HCl═MnCl₂+2Cl₂↑+2KCl+4H₂O）．他们又进行了以下一些有关定量的实验，按要求填空或计算（气体体积都折合成标准状况）：
（1）称取了31.6gKMnO₄粉末，放在试管中加热充分反应后，收集到气体的体积是

；另取31.6gKMnO₄粉末和足量盐酸反应，收集到气体体积是

．
（2）将31.6gKMnO₄粉末加热一段时间，收集到1.12L气体后停止加热，冷却后放入足量的浓盐酸再加热，又收集到气体体积是

．
（3）将a molKMnO₄粉末加热一段时间，收集到V₁L气体后停止加热，冷却后放入足量的浓盐酸再加热反应充分后，又收集到气体体积V₂L．则V₂=

（用a、V₁表达）．

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）依据高锰酸钾在加热时发生分解反应生成了锰酸钾、二氧化锰和氧气，结合化学方程式进行计算标准状况下的氧气体积；KMnO₄粉末和足量盐酸反应依据KMnO₄粉末的质量依据化学方程式计算生成的氯气标准状况下的体积；
（2）依据高锰酸钾分解产物中含有二氧化锰和锰酸钾，加入浓盐酸都会反应生成氯气，结合化学方程式进行计算判断；
（3）根据（2）的计算过程，结合化学方程式的计算关系，计算气体体积．

解答： 解：（1）31.6gKMnO₄粉末物质的量

31.6g

158g/mol

=0.2mol，放在试管中加热充分反应，由化学方程式为2KMnO₄

加热

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，可知生成氧气物质的量为0.1mol，氧气的体积在标准状况下=0.1mol×22.4L/mol=2.24L；
取31.6g KMnO₄粉末和足量盐酸反应生成的气体是氯气，31.6gKMnO₄粉末物质的量

31.6g

158g/mol

=0.2mol，由化学方程式为：2KMnO₄+16HCl═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，可知反应生成0.5mol氯气，标准状况下的体积=0.5mol×22.4L/mol=11.2L；
故答案为：2.24L；11.2 L；　
（2）31.6g KMnO₄粉末加热一段时间，收集到1.12L气体后停止加热，由化学方程式为2KMnO₄

加热

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，可知生成氧气物质的量为0.05mol，生成锰酸钾0.05mol，二氧化锰0.05mol，分解的高锰酸钾0.1mol，则剩余高锰酸钾0.1mol；
根据氧化还原反应的电子守恒，氧化剂得到电子，锰元素最终变为锰离子，还原剂失去电子，氯离子失去电子变为氯气，得失电子是相同的，
得到电子的物质：KMnO₄～Mn²⁺～5e^-，K₂MnO₄～Mn²⁺～4e^-，MnO₂～Mn²⁺～2e^-，
                0.1mol   0.5mol    0.05mol  0.2mol    0.05mol    0.1mol
共得到电子物质的量=0.1mol+0.2mol+0.5mol=0.8mol；
失去电子的物质的量=得到电子的物质的量
失电子的物质是氯化氢：2Cl-～Cl₂～2e^-
                      0.4mol    0.8mol
所以生成的氯气标准状况下的体积为0.4mol×22.4L/mol=8.96L
故答案为：8.96L；
（3）根据（2）的分析可知高锰酸钾得到的电子最终变为锰离子，其中有一部分得到电子生成氧气，另有一部分得到电子生成氯气，依据氧化还原反应中的电子守恒得到：
失去电子的变化：O₂～4e^-

V 1

22.4L/mol

4V1

22.4L/mol

共得到电子：KMnO₄～Mn²⁺～5e^-，除去生成氧气得到的电子，锰元素变为锰离子得到的电子全部生成氯气，所以生成氯气得到的电子物质的量=5amol-

4V1

22.4L/mol

由电子守恒可知：Cl₂～2e^-
（ 5amol-

4V1

22.4L/mol

）×

5amol-