Question

仔細閱讀下列三段文字
①由稀有氣體元素Xe（氙）與氧元素形成的一種共價化合物XeO₃極不穩(wěn)定，易轉化為單質而呈強氧化性．將適量的XeO₃投入含Mn²⁺的水溶液中，溶液逐漸變?yōu)樽霞t色且pH不斷減�。�
②將0.08mol KMnO₄固體（質量為12.64g）加熱一段時間后，收集到a mol O₂；向反應后殘留的固體中加入足量的濃鹽酸，又收集到b mol Cl₂，此時Mn元素全部以Mn²⁺的形式存在于溶液中．
③氧化還原反應中實際上包含氧化和還原兩個過程．下面是一個還原過程的反應式：Cl₂+2e^-=2Cl^-．
回答問題：
（1）試寫出①有關的離子方程式：

 

．
（2）請配平②的化學方程式：

 

KMnO₄+

 

HCL→

 

KCl+

 

MnCl₂+

 

Cl₂↑+

 

H₂O上式反應中的還原劑是

 

，當還原劑失去1mol電子時，氧化產(chǎn)物的物質的量為

 

mol．通過對第②段文字中提供的數(shù)據(jù)進行計算可得出：a+b的最大值為

 

，a+b的最小值為

 

．當a+b=0.18時，殘留固體的質量為

 

g．
（3）下列四種物質中能使③中的還原過程發(fā)生的物質是

 

．
A．Na₂CO₃ B．KMnO₄            C．XeO₃        D．Na₂SO₃
將該反應的氧化劑和還原劑的化學式及其配平后的系數(shù)填入下列方框中，并用單線橋表示電子轉移的方向和數(shù)目：□+□

Answer 1

考點：氧化還原反應的計算,氧化還原反應的電子轉移數(shù)目計算,氧化還原反應方程式的配平

專題：

分析：（1）反應中Xe元素化合價由XeO₃+6價降低為Xe中0價，總共降低6價，Mn元素化合價由Mn²⁺中+2價升高為MnO₄^-中+7價，總共升高5價，化合價最小公倍數(shù)為30，故XeO₃系數(shù)為5，故Mn²⁺系數(shù)為6，再結合原子守恒配平；
（2）Mn元素的化合價降低5，Cl元素的化合價升高1，由電子守恒和原子守恒配平；在氧化還原反應中得失電子數(shù)相等，所以反應過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)，結合極限法計算；
（3）還原過程的反應式：Cl₂+2e^-═2Cl^-，Cl元素的化合價降低，則選項中物質作還原劑，只有Na₂SO₃符合，由電子守恒可知，Cl₂、=Na₂SO₃的化學計算數(shù)相同，均為1時轉移2e^-，以此來解答．

解答： 解：（1）反應中Xe元素化合價由XeO₃+6價降低為Xe中0價，總共降低6價，Mn元素化合價由Mn²⁺中+2價升高為MnO₄^-中+7價，總共升高5價，化合價最小公倍數(shù)為30，故XeO₃系數(shù)為5，故Mn²⁺系數(shù)為6，再結合原子守恒配平后方程式為5XeO₃+6Mn²⁺+9H₂O=6MnO₄^-+5Xe↑+18H⁺，
故答案為：5XeO₃+6Mn²⁺+9H₂O=6MnO₄^-+5Xe↑+18H⁺；
（2）Mn元素的化合價降低5，Cl元素的化合價升高1，由電子守恒和原子守恒可知，反應為2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，上述過程中，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)，
所以0.08mol×（7-2）=2a×（2-0）mol+2b（1-0）mol，
則2a+b=0.2，
a+b=0.2-a，
當高錳酸鉀不分解生成氧氣時，a=0，當高錳酸鉀完全分解生成氧氣時，生成氧氣的物質的量為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，
KMnO₄固體（質量為12.64g）加熱一段時間，發(fā)生反應：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，得到的固體是錳酸鉀和二氧化錳的混合物，質量為12.64g的高錳酸鉀分解得到錳酸鉀和二氧化錳的質量和為：7.88g+3.52g=12.0g，即加熱后殘留固體的質量為12.0g．
故答案為：2；16；2；2；5；8；HCl；0.5；0.2；0.16；12.0；
（3）還原過程的反應式：Cl₂+2e^-═2Cl^-，Cl元素的化合價降低，則選項中物質作還原劑，只有Na₂SO₃符合，由電子守恒可知，Cl₂、Na₂SO₃的化學計算數(shù)相同，均為1時轉移2e^-，S失去電子，電子轉移方向和數(shù)目為，故答案為：D；．

點評：本題考查氧化還原反應，為高頻考點，把握反應中元素的化合價變化為解答的關鍵，側重氧化還原反應基本概念、計算的考查，注意從化合價角度和習題信息角度分析，題目難度不大．