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，溶液逐漸變為紫紅色且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）試寫出有關①的離子方程式 。

（2）請配平②的化學方程式：

KMnO4+ HCl- KCl+ MnCl2+ Cl2↑+ H2O

通過對第②段文字中提供的數據計算出a+b的最大值為 。

（3）從Na2CO3、KMnO4、XeO3、Na2SO3四種物質中選出一種能使③中的還原過程能夠發生，并將該反應的氧化劑和還原劑的化學式及其配平后的系數填入下列方框中，并用單線橋表示電子轉移的方向和數目：。

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，化合價最小公倍數為30，故XeO3系數為5，故Mn2+系數為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等于O元素、Cl元素失去的電子數，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0.2mol。故答案為：2；16；2；2；5；8；0.2mol；

（3）③中還原過程的反應式：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的化學計算數相同，均為1時轉移2e-，S失去電子，電子轉移方向和數目為，故答案為：D；。