Question

10．高錳酸鉀是一種典型的強氧化劑．完成下列填空：
I：在用KMnO₄酸性溶液處理Cu₂S和CuS的混合物時，發(fā)生的反應如下：
①MnO₄^-+Cu₂S+H⁺Cu²⁺+SO₂↑+Mn²⁺+H₂O（未配平）
②MnO₄^-+CuS+H⁺Cu²⁺+SO₂↑+Mn²⁺+H₂O（未配平）
（1）下列關于反應①的說法中錯誤的是d（填字母序號）．
a．被氧化的元素是Cu和S
b．氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為8：5
c．生成2.24L（標況下）SO₂，轉移電子的物質(zhì)的量是0.8mol
d．還原性的強弱關系是：Mn²⁺＞Cu₂S
II：在稀硫酸中，KMnO₄與 （NH₄）₂Fe（SO₄）₂也能發(fā)生氧化還原反應．
（2）配平KMnO₄與（NH₄）₂Fe（SO₄）₂反應的離子方程式：
1MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=1Mn²⁺+5Fe³⁺+4 H₂O
（3）欲配制480mL 0.1mol/L Fe²⁺溶液，需稱�。∟H₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O（M=392g/mol）的質(zhì)量為19.6g．需要的玻璃儀器有500mL容量瓶、燒杯、膠頭滴管、玻璃棒．
III：實驗室可由軟錳礦（主要成分為MnO₂）制備KMnO₄，方法如下：高溫下使軟錳礦與過量KOH（s）和KClO₃（s）反應，生成K₂MnO₄（錳酸鉀）和KCl；用水溶解，濾去殘渣；酸化濾液，K₂MnO₄轉化為MnO₂和KMnO₄；再濾去沉淀MnO₂，濃縮結晶得到KMnO₄晶體．
請回答：
（4）用軟錳礦制備K₂MnO₄的化學方程式是：6KOH+KClO₃+3MnO₂═3K₂MnO₄+KCl+3H₂O．
（5）K₂MnO₄轉化為KMnO₄的反應中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1：2．

Answer 1

分析 I．（1）根據(jù)化合價的變化判斷氧化還原反應的相關概念，根據(jù)氧化還原反應中氧化劑和還原劑之間得失電子的物質(zhì)的量相等計算轉移電子的物質(zhì)的量，在氧化還原反應中還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性；
（2）反應中Mn元素的化合價降低，F(xiàn)e元素的化合價升高，依據(jù)氧化還原反應電子守恒、電荷收、原子守恒配平寫出離子方程式；
II．（3）欲配制480mL，由于沒有該規(guī)格的容量瓶，實際上要配制500mL，需要500mL容量瓶，結合m=cVM計算；
III．（4）反應物為KOH、KClO₃、MnO₂，生成物為K₂MnO₄（錳酸鉀）和KCl、水，利用質(zhì)量守恒定律書寫反應方程式；
（5）K₂MnO₄轉化為KMnO₄的反應中K₂MnO₄→2KMnO₄+MnO₂，Mn元素的化合價既升高又降低，根據(jù)得失電子守恒計算．

解答 解：I．（1）a．反應中銅元素化合價從+1價升高到+2價，硫元素化合價從-2價升高到+4價，化合價升高的元素被氧化，所以被氧化的元素有S、Cu，故a正確；
b．錳元素化合價降低，從+7價降低為+2價，Cu₂S元素化合價都升高做還原劑，1molMnO₄^-得到5mol電子，反應中銅元素化合價從+1價升高到+2價，硫元素化合價從-2價升高到+4價，1molCu₂S失去8mol電子，則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為8：5，故b正確；
c．生成2.24LL（標況下）SO₂時，物質(zhì)的量為0.1mol；反應的Cu₂S物質(zhì)的量為0.1mol，反應中轉移電子的物質(zhì)的量是：
Cu⁺～Cu²⁺～e^-；   S^2-～SO₂～6e^-；
1         1      1         6
0.2mol 0.2mol   0.1mol    0.6mol
所以電子轉移共0.8mol，故c正確；
d．氧化還原反應中還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性，則還原性的強弱關系是：Mn²⁺＜Cu₂S，故d錯誤．
故答案為：d；
（2）反應中Mn元素的化合價降低，F(xiàn)e元素的化合價升高，高錳酸鉀與Fe²⁺的反應是MnO₄^-～Mn²⁺～5e^-；Fe²⁺～Fe³⁺～e^-；依據(jù)電子守恒，鐵離子和亞鐵離子前乘5，依據(jù)原子守恒和電荷守恒得到反應的離子方程式為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
故答案為：1、5、8、1、5、4；
II．（3）欲配制480mL，由于沒有該規(guī)格的容量瓶，實際上要配制500mL，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，還需要的玻璃儀器為燒杯 膠頭滴管 玻璃棒；
故答案為：19.6；500mL容量瓶、燒杯、膠頭滴管、玻璃棒；
III．（4）反應物為KOH、KClO₃、MnO₂，生成物為K₂MnO₄（錳酸鉀）和KCl、水，該反應為6KOH+KClO₃+3MnO₂═3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，
故答案為：6KOH+KClO₃+3MnO₂═3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
（5）K₂MnO₄轉化為KMnO₄的反應中K₂MnO₄→2KMnO₄+MnO₂，Mn元素的化合價由+6價升高為+7價，Mn元素的化合價由+6價降低為+4價，則氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1：2，
故答案為：1：2．

點評 本題考查氧化還原反應計算、方程式的配平、溶液的配制，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，題目難度中等．