Question

2gCu₂S和CuS的混合物在酸性溶液中用400mL 0.075mol/L KMnO₄溶液處理，發(fā)生反應(yīng)如下：
①M(fèi)nO₄^-+Cu₂S+H⁺→Cu²⁺+SO₂+Mn²⁺+H₂O （反應(yīng)方程式未配平）
②6MnO₄^-+5CuS+28H⁺=5Cu²⁺+5SO₂+6Mn²⁺+14H₂O
反應(yīng)后煮沸溶液，趕盡SO₂，剩余的KMnO₄恰好與350mL 0.1mol/L（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液完全反應(yīng)．
（1）配平KMnO₄與（NH₄）₂Fe（SO₄）₂反應(yīng)的離子方程式：

 

MnO₄^-+

 

Fe²⁺+

 

H⁺=

 

Mn²⁺+

 

Fe³⁺+

 

H₂O
（2）KMnO₄溶液與混合物反應(yīng)后，剩余KMnO₄的物質(zhì)的量為

 

mol．
（3）反應(yīng)①的氧化產(chǎn)物為

 

，反應(yīng)①的氧化劑為

 

，反應(yīng)①的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為

 

．
（4）混合物中Cu₂S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：氧化還原反應(yīng)的計(jì)算,氧化還原反應(yīng),氧化還原反應(yīng)方程式的配平

專題：氧化還原反應(yīng)專題

分析：（1）根據(jù)化合價(jià)升降法配平即可；
（2）先根據(jù)方程式MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O計(jì)算消耗的高錳酸鉀的物質(zhì)的量；高錳酸鉀的總物質(zhì)的量減去與（NH₄）₂Fe（SO₄）₂ 反應(yīng)的高錳酸鉀的物質(zhì)的量即為與混合溶液反應(yīng)后剩余的高錳酸鉀的物質(zhì)的量；
（3）MnO₄^-+Cu₂S+H⁺→Cu²⁺+SO₂+Mn²⁺+H₂O中，Mn元素的化合價(jià)降低，Cu、S元素的化合價(jià)升高；
（3）根據(jù)金屬化合物的質(zhì)量和金屬化合物與高錳酸鉀反應(yīng)的高錳酸鉀的物質(zhì)的量列方程式組，計(jì)算出硫化亞銅的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算方法計(jì)算即可．

解答： 解：（1）Mn元素的化合價(jià)由+7降到+2，降低5價(jià)；Fe元素的化合價(jià)由+2升高到+3價(jià)，升高1價(jià)，最小公倍數(shù)為5；再根據(jù)質(zhì)量守恒得到H₂O的系數(shù)為4，H⁺的系數(shù)為8，則離子反應(yīng)為MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案為：1；5；8；1；5；4；
（2）設(shè)消耗高錳酸鉀xmol，
MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
1mol  5mol
xmol  0.350L×0.1mol/L  
所以x=0.007，高錳酸鉀的總物質(zhì)的量為0.400L×0.075mol/L=0.03mol，所以KMnO₄溶液與混合物反應(yīng)剩余KMnO₄的物質(zhì)的量為0.03mol-0.007mol=0.023mol，
故答案為：0.023mol；
（3）MnO₄^-+Cu₂S+H⁺→Cu²⁺+SO₂+Mn²⁺+H₂O中，Mn元素的化合價(jià)降低，則KMnO₄為氧化劑，Cu、S元素的化合價(jià)升高，Cu₂S為還原劑，失去電子被氧化，則Cu²⁺、SO₂為氧化產(chǎn)物，由電子守恒可知，反應(yīng)①的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為

2×(2-1)+[4-(-2)]

(7-2)

=8：5，
故答案為：Cu²⁺、SO₂；KMnO₄；8：5；
（4）設(shè)CuS、Cu₂S的物質(zhì)的量分別為x、y，
8MnO₄^-+5Cu₂S+44H⁺═10Cu²⁺+5SO₂+8Mn²⁺+22H₂O
 

8

5

y       y
6MnO₄^-+5CuS+28H⁺=5Cu²⁺+5SO₂+6Mn²⁺+14H₂O
 

6

5

x      x
則96x+160y=2g，

8

5

y+

6

5

x=0.023mol
解之得：x=0.0125mol  y=0.005mol，所以Cu₂S的質(zhì)量為0.8g，CuS的質(zhì)量為1.2g，Cu₂S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

0.8g

2g

×100%=40%，
故答案為：40%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化是解答本題的關(guān)鍵，側(cè)重氧化還原反應(yīng)中電子守恒及分析與計(jì)算能力的考查，題目難度不大．