Question

3．將0.2mol KMnO₄在一定溫度下加熱后生成a mol O₂（a≠0）；將剩余固體與過量濃鹽酸混合加熱又生成b mol Cl₂，此時錳元素均以Mn²⁺形式存在．若a+b=m，則m的取值范圍為0.4≤m≤0.5．

Answer 1

分析 將0.2mol KMnO₄在一定溫度下加熱，反應方程式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，剩余固體與過量濃鹽酸混合加熱又生成氯氣，反應過程中錳元素得到的電子數等于O元素、Cl元素失去的電子數，根據得失電子守恒結合極值法計算m值．

解答 解：在氧化還原反應中得失電子數相等，所以反應過程中錳元素得到的電子數等于O元素、Cl元素失去的電子數，
所以0.2mol×（7-2）=4amol+2bmol，即1=4a+2b，則2a+b=0.5，已知a+b=m，
所以a+b=m=0.5-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0.1mol，所以a的取值范圍為0≤a≤0.1，
則0.5-0.1≤m≤0.5-0，即0.4≤m≤0.5，
故答案為：0.4≤m≤0.5．

點評 本題考查氧化還原反應的有關計算，根據電子守恒結合極值法進行分析解答即可，難度較大．