Question

【題目】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(zhuǎn)化為單質(zhì)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不斷減小。

②將0.08mol KMnO4固體加熱一段時間后，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Mn元素全部以Mn2+的形式存在于溶液中。

③氧化還原反應(yīng)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(yīng)式：Cl2+2e-＝2Cl-

回答問題：

（1）試寫出有關(guān)①的離子方程式 。

（2）請配平②的化學(xué)方程式：

KMnO4+ HCl- KCl+ MnCl2+ Cl2↑+ H2O

通過對第②段文字中提供的數(shù)據(jù)計算出a+b的最大值為 。

（3）從Na2CO3、KMnO4、XeO3、Na2SO3四種物質(zhì)中選出一種能使③中的還原過程能夠發(fā)生，并將該反應(yīng)的氧化劑和還原劑的化學(xué)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(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：。

Answer 1

【答案】

（1）5XeO3+6Mn2++9H2O=6MnO4-+5Xe↑+8H+

（2）2 16 2 5 5 8 0.2mol

（3）

【解析】

試題分析：（1）反應(yīng)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(jié)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(yīng)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(dāng)高錳酸鉀不分解生成氧氣時，a=0，當(dāng)高錳酸鉀完全分解生成氧氣時，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0.2mol。故答案為：2；16；2；2；5；8；0.2mol；

（3）③中還原過程的反應(yīng)式：Cl2+2e-═2Cl-，Cl元素的化合價降低，則選項中物質(zhì)作還原劑，只有Na2SO3符合，由電子守恒可知，Cl2、Na2SO3的化學(xué)計算數(shù)相同，均為1時轉(zhuǎn)移2e-，S失去電子，電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目為，故答案為：D；。