Question

已知：2KMnO₄=K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，將0.08mol KMnO₄固體（質(zhì)量為12.64g）加熱一段時(shí)間后，收集到a molO₂；向反應(yīng)后殘留的固體中加入足量的濃鹽酸，又收集到b molCl₂，此時(shí)Mn元素全部以Mn²⁺的形式存在于溶液中．
（1）配平下列化學(xué)方程式并用單線橋法標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目：KMnO₄+HCl-KCl+MnCl₂+Cl₂↑+H₂O

 

（2）上式反應(yīng)中的還原劑是

 

，反應(yīng)中若產(chǎn)生0.2mol的氣體則有

 

mol的電子轉(zhuǎn)移．
（3）a+b的最大值為

 

，a+b最小值為

 

．
（4）當(dāng) a+b=0.18時(shí)，殘留固體的質(zhì)量為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：氧化還原反應(yīng)方程式的配平,氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目計(jì)算

專題：氧化還原反應(yīng)專題

分析：（1）Mn元素的化合價(jià)降低5，Cl元素的化合價(jià)升高1，由電子守恒和原子守恒配平，轉(zhuǎn)移電子數(shù)=2×（7-2）=10×[0-（-1）]=10；
（2）在氧化還原反應(yīng)中得電子價(jià)態(tài)降低的物質(zhì)為還原劑，產(chǎn)生5個(gè)Cl₂分子時(shí)，轉(zhuǎn)移10個(gè)電子，反應(yīng)中若產(chǎn)生0.2mol的氣體則有0.4mol的電子轉(zhuǎn)移；
（3）在氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等，所以反應(yīng)過(guò)程中錳元素得到的電子數(shù)等于O元素、Cl元素失去的電子數(shù)，結(jié)合極限法計(jì)算；
（4）KMnO₄固體（質(zhì)量為12.64g）加熱一段時(shí)間，發(fā)生反應(yīng)：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，得到的固體是錳酸鉀和二氧化錳的混合物，質(zhì)量為12.64g的高錳酸鉀分解得到錳酸鉀和二氧化錳的質(zhì)量和為：7.88g+3.52g=12.0g，即加熱后殘留固體的質(zhì)量為12.0g．

解答： 解：（1）Mn元素的化合價(jià)降低5，Cl元素的化合價(jià)升高1，由電子守恒和原子守恒可知，反應(yīng)為2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，轉(zhuǎn)移電子數(shù)=2×（7-2）=10×[0-（-1）]=10，單線橋表示為，
故答案為：；
（2）在氧化還原反應(yīng)中得電子價(jià)態(tài)降低的物質(zhì)為氧化劑，反應(yīng)2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中，HCl失電子價(jià)態(tài)升高為0價(jià)的氯氣，所以HCl為還原劑；產(chǎn)生5個(gè)Cl₂分子時(shí)，轉(zhuǎn)移10個(gè)電子，反應(yīng)中若產(chǎn)生0.2mol的氣體則有0.4mol的電子轉(zhuǎn)移，
故答案為：HCl；0.4；
（3）反應(yīng)2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中，錳元素得到的電子數(shù)等于O元素、Cl元素失去的電子數(shù)，
所以0.08mol×（7-2）=2a×（2-0）mol+2b（1-0）mol，
則2a+b=0.2，a+b=0.2-a，
當(dāng)高錳酸鉀不分解生成氧氣時(shí)，a=0，當(dāng)高錳酸鉀完全分解生成氧氣時(shí)，生成氧氣的物質(zhì)的量為0.04mol，所以x的取值范圍為：0≤a≤0.04，
所以0.16≤a+b≤0.2，即最大值為0.2，最小值為0.16；
故答案為：0.2；0.16；
（4）KMnO₄固體（質(zhì)量為12.64g）加熱一段時(shí)間，發(fā)生反應(yīng)：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，得到的固體是錳酸鉀和二氧化錳的混合物，質(zhì)量為12.64g的高錳酸鉀分解得到錳酸鉀和二氧化錳的質(zhì)量和為：7.88g+3.52g=12.0g，即加熱后殘留固體的質(zhì)量為12.0g．
故答案為：12.0g．

點(diǎn)評(píng)：本題考查氧化還原反應(yīng)，為高頻考點(diǎn)，把握反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化為解答的關(guān)鍵，側(cè)重氧化還原反應(yīng)基本概念、計(jì)算的考查，注意從化合價(jià)角度和習(xí)題信息角度分析，題目難度不大．