Question

已知：2KMnO₄=K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，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）配平下列化学方程式并用单线桥法标出电子转移方向和数目：KMnO₄+HCl-KCl+MnCl₂+Cl₂↑+H₂O

 

（2）上式反应中的还原剂是

 

，反应中若产生0.2mol的气体则有

 

mol的电子转移．
（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

考点：氧化还原反应方程式的配平,氧化还原反应的电子转移数目计算

专题：氧化还原反应专题

分析：（1）Mn元素的化合价降低5，Cl元素的化合价升高1，由电子守恒和原子守恒配平，转移电子数=2×（7-2）=10×[0-（-1）]=10；
（2）在氧化还原反应中得电子价态降低的物质为还原剂，产生5个Cl₂分子时，转移10个电子，反应中若产生0.2mol的气体则有0.4mol的电子转移；
（3）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，结合极限法计算；
（4）KMnO₄固体（质量为12.64g）加热一段时间，发生反应：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，得到的固体是锰酸钾和二氧化锰的混合物，质量为12.64g的高锰酸钾分解得到锰酸钾和二氧化锰的质量和为：7.88g+3.52g=12.0g，即加热后残留固体的质量为12.0g．

解答： 解：（1）Mn元素的化合价降低5，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2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，转移电子数=2×（7-2）=10×[0-（-1）]=10，单线桥表示为，
故答案为：；
（2）在氧化还原反应中得电子价态降低的物质为氧化剂，反应2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中，HCl失电子价态升高为0价的氯气，所以HCl为还原剂；产生5个Cl₂分子时，转移10个电子，反应中若产生0.2mol的气体则有0.4mol的电子转移，
故答案为：HCl；0.4；
（3）反应2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O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0.08mol×（7-2）=2a×（2-0）mol+2b（1-0）mol，
则2a+b=0.2，a+b=0.2-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0.04mol，所以x的取值范围为：0≤a≤0.04，
所以0.16≤a+b≤0.2，即最大值为0.2，最小值为0.16；
故答案为：0.2；0.16；
（4）KMnO₄固体（质量为12.64g）加热一段时间，发生反应：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，得到的固体是锰酸钾和二氧化锰的混合物，质量为12.64g的高锰酸钾分解得到锰酸钾和二氧化锰的质量和为：7.88g+3.52g=12.0g，即加热后残留固体的质量为12.0g．
故答案为：12.0g．

点评：本题考查氧化还原反应，为高频考点，把握反应中元素的化合价变化为解答的关键，侧重氧化还原反应基本概念、计算的考查，注意从化合价角度和习题信息角度分析，题目难度不大．