Question

2g Cu₂S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
②6MnO₄^-+5CuS+28H⁺=5Cu²⁺+5SO₂+6Mn²⁺+14H₂O反應后煮沸溶液，趕盡SO₂，剩余的KMnO₄恰好與350mL0.1mol/L（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液完全反應，反應式為：③MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
請回答：
（1）配平KMnO₄與Cu₂S反應的離子方程式：

 

MnO₄^-+

 

Cu₂S+

 

H⁺=

 

Cu²⁺+

 

SO₂+

 

Mn²⁺+

 

H₂O
若標準狀況下有1.12L SO₂生成，則被SO₂還原的MnO₄^-物質的量是

 

．
（2）KMnO₄溶液與混合物反應后，剩余KMnO₄的物質的量為

 

mol．
（3）欲配制500mL 0.1mol/L Fe²⁺溶液，需稱�。∟H₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O（M=392g/mol）的質量為

 

g，配制時所需要的定量儀器是

 

．
（4）混合物中Cu₂S的質量分數為

 

．

Answer 1

考點：氧化還原反應的計算,化學方程式的有關計算,氧化還原反應

專題：計算題,氧化還原反應專題

分析：（1）KMnO₄與Cu₂S反應中，Mn元素的化合價降低5，Cu、S元素的化合價升高，共升高8，結合電子、電荷及原子守恒配平及計算；
（2）剩余的KMnO₄恰好與350mL0.1mol/L（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液完全反應，利用MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O計算；
（3）配制500mL 0.1mol/L Fe²⁺溶液，需要500mL容量瓶，結合m=cVM計算；
（4）根據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，再根據質量分數計算方法計算即可．

解答： 解：（1）KMnO₄與Cu₂S反應中，Mn元素的化合價降低5，Cu、S元素的化合價升高，共升高8，由電子、電荷及原子守恒可知，離子反應為8MnO₄^-+5Cu₂S+44H⁺=10Cu²⁺+5SO₂+8Mn²⁺+22H₂O，標準狀況下有1.12L SO₂生成，其物質的量為

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，由電子守恒可知被SO₂還原的MnO₄^-物質的量是

0.05mol×6

(7-2)

=0.06mol，
故答案為：8；5；44；10；5；8；22；0.06 mol；
（2）設剩余的物質的量為x，則
MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
1mol  5mol
xmol  0.350L×0.1mol/L  
解得x=0.007，
故答案為：0.007；
（3）配制500mL 0.1mol/L Fe²⁺溶液，需要500mL容量瓶，m=cVM=0.5L×0.1mol/L×392g/mol=19.6g，故答案為：19.6；500mL容量瓶；             
（4）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，消耗KMnO₄的物質的量為0.03mol-0.007mol=0.023mol，
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
 

6x

5

      x
則96x+160y=2g，

6

5

x+

8

5

y=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的質量分數為

0.8g

2g

×100%=40%，
故答案為：40%．

點評：本題考查氧化還原反應計算，為高頻考點，把握反應中元素的化合價變化為解答的關鍵，側重氧化還原反應計算及轉移電子的考查，注意從化合價角度分析，題目難度不大．