化学高手来一下将0.04molKMnO4固体加热一段时间后,收集到amol气体,此时KMnO4的分解率为x．在反应后的残留固体中加入足量的浓盐酸,又收集到bmol气体(设Mn元素全部以Mn2+存在于溶液中),试填写下

Question

化学高手来一下
将0.04molKMnO4固体加热一段时间后,收集到amol气体,此时KMnO4的分解率为x．在反应后的残留固体中加入足量的浓盐酸,又收集到bmol气体(设Mn元素全部以Mn2+存在于溶液中),试填写下列空白
(1)a+b=___ (用x表示)
(2)当x=___时,a+b取最小值,且最小值为__
(3)当a+b=0.09时,加热后所得残留固体的质量为___g
需要第三题的过程

Answer 1

(1)参加分解的反应的KMnO4物质的量为0.04xmol,剩余的KMnO4物质的量为0.04(1-x)mol,根据化学方程式计算.
2KMnO4== K2MnO4 + MnO2 + O2↑
0.04xmol 0.02xmol 0.02xmol 0.02xmol
2KMnO4+16HCl== 2KCl+2MnCl2+ 5Cl2↑ +8H2O
0.04(1-x)mol 0.1(1-x)mol
K2MnO4+8HCl== MnCl2+2KCl+2Cl2↑+4H2O
0.02x 0.04xmol
MnO2+4HCl== MnCl2+ Cl2↑+2H2O
0.02xmol 0.02xmol
a+b=0.02x+0.1(1-x)+0.04x+0.02x=0.1-0.02x.
(2)因为x≤1,当x=1时,a+b有最小值,(a+b)min=0.08.
(3)当a+b=0.09时,0.1-0.02x=0.09,解得：x=0.5.
加热后剩余固体的质量=m(KMnO4)-m(O2)
=0.04mol×158g/mol-0.02×0.5mol×32g/mol=6g.
(1)0.1-0.02x (2)0.08 (3)6g
还可以用终态法的电荷守恒做
0.04*5=4a+2b
2a+2b=0.2-2a
a+b=0.1-0.5a=0.1-0.02a