Question

已知將濃鹽酸滴入高錳酸鉀溶液中，產生黃綠色氣體，而溶液的紫紅色褪去．現有一氧化還原反應的體系中，共有KCl、Cl₂、
濃H₂SO₄、H₂O、KMnO₄、MnSO₄、K₂SO₄七種物質：
（1）寫出一個包含上述七種物質的氧化還原反應方程式（需配平）：

 

．
（2）在標準狀況下，8.96L的甲烷和一氧化碳的混合氣體的質量為7.6g，混合氣體平均摩爾質量為

 

，混合氣體中甲烷的質量分數為

 

．

Answer 1

分析：（1）由濃鹽酸滴入高錳酸鉀溶液中，產生黃綠色氣體，而溶液的紫紅色褪去，則高錳酸鉀具有氧化性，則還原反應為KMnO₄→MnSO₄，則在給出的物質中由Cl元素的化合價變化，則氧化反應為KCl→Cl₂，然后來書寫氧化還原反應；
（2）由平均摩爾質量=

m

n

來計算，由質量和物質的量的關系列方程解出甲烷的物質的量，再計算混合氣體中甲烷的質量分數．

解答：解：（1）由題意可知，高錳酸鉀具有氧化性，則還原反應為KMnO₄→MnSO₄，則在給出的物質中由Cl元素的化合價變化，則氧化反應為KCl→Cl₂，
則反應為KMnO₄+KCl+H₂SO₄→MnSO₄+K₂SO₄+Cl₂↑+H₂O，由電子守恒及原子守恒可得配平后的化學反應為2KMnO₄+10KCl+8H₂SO₄═2MnSO₄+6K₂SO₄+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案為：2KMnO₄+10KCl+8H₂SO₄═2MnSO₄+6K₂SO₄+5Cl₂↑+8H₂O；
（2）標準狀況下，8.96L氣體的物質的量為

8.96L

22.4L/mol

=0.4mol，設甲烷的物質的量為x，CO的物質的量為y，
則

x+y=0.4mol 16x+28y=7.6g

，解得x=0.3mol，y=0.1mol，
混合氣體平均摩爾質量為

7.6g

0.4mol

=19g/mol，
混合氣體中甲烷的質量分數為

0.3mol×16g/mol

7.6g

×100%=63.2%，
故答案為：19g/mol；63.2%．

點評：本題考查學生利用物質中元素的化合價變化來分析物質的性質并書寫反應，明確電子守恒、原子守恒及平均摩爾質量、質量分數的計算方法是解答本題的關鍵．