Question

【題目】氧化還原反應是一類重要的反應，在工農業(yè)生產、日常生活中都有廣泛的用途。

(1)火藥是中國的“四大發(fā)明”之一，永遠值得炎黃子孫驕傲。黑火藥在發(fā)生爆炸時，發(fā)生如下反應：2KNO3＋3C＋S=K2S＋N2↑＋3CO2↑。其中被氧化的元素是____________，還原產物是____________。

(2)實驗室為監(jiān)測空氣中汞蒸氣的含量，往往懸掛涂有CuI的濾紙，根據濾紙是否變色或顏色發(fā)生變化所用去的時間來判斷空氣中的含汞量，其反應為4CuI＋Hg=Cu2HgI4＋2Cu。

①上述反應產物Cu2HgI4中，Cu元素顯________價。

②以上反應中的氧化劑為________，當有1 mol CuI參與反應時，轉移電子________mol。

③標明上述反應電子轉移的方向和數目。____________________________。

(3)工業(yè)上常用酸性高錳酸鉀溶液處理含有CuS和Cu2S的礦物，其反應原理如下：

8MnO4—＋5Cu2S＋44H＋=10Cu2＋＋5SO2↑＋8Mn2＋＋22H2O

6MnO4—＋5CuS＋28H＋=5Cu2＋＋5SO2↑＋6Mn2＋＋14H2O

根據上述反應原理，某學習小組用400 mL 0.075 mol·L－1的酸性高錳酸鉀溶液處理2 g含有CuS和Cu2S的混合物。反應后煮沸溶液，趕盡SO2，剩余的KMnO4恰好與350 mL 0.1 mol·L－1的(NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反應。

①配平KMnO4與(NH4)2Fe(SO4)2反應的離子方程式：______，MnO＋Fe2＋＋H＋=Mn2＋＋Fe3＋＋H2O

②KMnO4溶液與固體混合物反應后，剩余KMnO4的物質的量為________ mol。

Answer 1

【答案】C K2S和N2 ＋1 CuI 0.5 1　5　8　1　5　4 0.007

【解析】

（1）氧化還原反應反應中，氧化劑中元素的化合價降低，發(fā)生還原反應，對應產物為還原產物；還原劑中元素化合價升高，發(fā)生氧化反應，對應產物為氧化產物；據以上分析解答。

（2）反應4CuI＋Hg=Cu2HgI4＋2Cu中，銅元素的化合價由+1價降到0價，所以CuI做氧化劑；汞元素的化合價由0價升高到+2價，汞做還原劑；該反應共轉移2e-電子，據此標出電子轉移的方向和數目，并根據2e--4CuI關系進行計算；

（3）①根據氧化還原反應中電子守恒、電荷守恒、原子守恒進行配平；

②設與(NH4)2Fe(SO4)2反應消耗高錳酸鉀xmol，根據反應MnO4-＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O列方程進行計算。

(1)本反應中，氮元素的化合價由＋5價變?yōu)?價，硫元素的化合價由0價變?yōu)椋?價，碳元素的化合價由0價變?yōu)椋?價，被氧化的元素是C。氧化劑是KNO3和S，氧化產物是CO2，還原產物是K2S和N2。

綜上所述，本題答案是：C，K2S和N2。

(2)①I元素的負價只有－1價，Cu在化合物中只有＋1、＋2價，再由化學式中各元素正負化合價代數和等于零確定各元素的化合價，由此可確定Cu2HgI4中Cu為＋1價，Hg為＋2價。

綜上所述，本題答案是：＋1。

②反應4CuI＋Hg===Cu2HgI4＋2Cu中，銅元素由+1價降到0價，發(fā)生還原反應，所以氧化劑為CuI；每4mol CuI參加反應轉移電子2 mol，即當有1molCuI參加反應時，轉移電子0.5 mol。

綜上所述，本題答案是：CuI，0.5。

③反應4CuI＋Hg===Cu2HgI4＋2Cu中，1molHg參加反應轉移電子2mol，所以該反應電子轉移的方向和數目如下：；

綜上所述，本題答案是：。

(3)①反應中Mn元素的化合價由＋7降低到＋2，F(xiàn)e元素的化合價由＋2升高到＋3，由電子守恒、電荷守恒、原子守恒可知，離子反應為MnO4-＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。

綜上所述，本題答案是：1　5　8　1　5　4。

②設與(NH4)2Fe(SO4)2反應消耗高錳酸鉀xmol，則

MnO4-＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O

1mol 5mol

xmol 0.350L×0.1mol·L－1

所以x＝0.007，即與固體混合物反應后剩余KMnO4的物質的量為0.007 mol。

綜上所述，本題答案是：0.007。