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)生反應如下：
①MnO₄^-+Cu₂S+H⁺→Cu²⁺+SO₂+Mn²⁺+H₂O （反應方程式未配平）
②6MnO₄^-+5CuS+28H⁺=5Cu²⁺+5SO₂+6Mn²⁺+14H₂O
反應后煮沸溶液，趕盡SO₂，剩余的KMnO₄恰好與350mL 0.1mol/L（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液完全反應．
（1）配平KMnO₄與（NH₄）₂Fe（SO₄）₂反應的離子方程式：

 

MnO₄^-+

 

Fe²⁺+

 

H⁺=

 

Mn²⁺+

 

Fe³⁺+

 

H₂O
（2）KMnO₄溶液與混合物反應后，剩余KMnO₄的物質的量為

 

mol．
（3）反應①的氧化產物為

 

，反應①的氧化劑為

 

，反應①的氧化劑與還原劑的物質的量之比為

 

．
（4）混合物中Cu₂S的質量分數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：氧化還原反應的計算,氧化還原反應,氧化還原反應方程式的配平

專題：氧化還原反應專題

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

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

2×(2-1)+[4-(-2)]

(7-2)

=8：5，
故答案為：Cu²⁺、SO₂；KMnO₄；8：5；
（4）設CuS、Cu₂S的物質的量分別為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的質量為0.8g，CuS的質量為1.2g，Cu₂S的質量分數(shù)為

0.8g

2g

×100%=40%，
故答案為：40%．

點評：本題考查氧化還原反應的計算，為高頻考點，把握反應中元素的化合價變化是解答本題的關鍵，側重氧化還原反應中電子守恒及分析與計算能力的考查，題目難度不大．