Question

13．2g Cu₂S和CuS的混合物在酸性溶液中用400mL0.075mol/L KMnO₄溶液處理，發(fā)生反應(yīng)如下：
①M(fèi)nO₄^-+Cu₂S+H⁺=Cu²⁺+SO₂+Mn²⁺+H₂O
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350mL0.1mol/L（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液完全反應(yīng)，反應(yīng)式為：③MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
請(qǐng)回答：
（1）配平KMnO₄與Cu₂S反應(yīng)的離子方程式：
8MnO₄^-+5Cu₂S+44H⁺=10Cu²⁺+5SO₂+8Mn²⁺+22H₂O
若標(biāo)準(zhǔn)狀況下有1.12L SO₂生成，則被還原的MnO₄^-物質(zhì)的量是0.06mol．
（2）KMnO₄溶液與混合物反應(yīng)后，剩余KMnO₄的物質(zhì)的量為0.007mol．
（3）混合物中Cu₂S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%．

Answer 1

分析 （1）KMnO₄與Cu₂S反應(yīng)中，Mn元素的化合價(jià)降低5，Cu、S元素的化合價(jià)升高，共升高8，結(jié)合電子、電荷及原子守恒配平及計(jì)算；
（2）剩余的KMnO₄恰好與350mL0.1mol/L（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液完全反應(yīng)，利用MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O計(jì)算；
（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）KMnO₄與Cu₂S反應(yīng)中，Mn元素的化合價(jià)降低5，Cu、S元素的化合價(jià)升高，共升高8，由電子、電荷及原子守恒可知，離子反應(yīng)為8MnO₄^-+5Cu₂S+44H⁺=10Cu²⁺+5SO₂+8Mn²⁺+22H₂O，標(biāo)準(zhǔn)狀況下有1.12L SO₂生成，其物質(zhì)的量為$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，由電子守恒可知被SO₂還原的MnO₄^-物質(zhì)的量是$\frac{0.05mol×6}{（7-2）}$=0.06mol，
故答案為：8；5；44；10；5；8；22；0.06 mol；
（2）設(shè)剩余的物質(zhì)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）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)，消耗KMnO₄的物質(zhì)的量為0.03mol-0.007mol=0.023mol，
設(shè)CuS、Cu₂S的物質(zhì)的量分別為x、y
8MnO₄^-+5Cu₂S+44H⁺═10Cu²⁺+5SO₂+8Mn²⁺+22H₂O
 $\frac{8}{5}$y         y
6MnO₄^-+5CuS+28H⁺=5Cu²⁺+5SO₂+6Mn²⁺+14H₂O
 $\frac{6x}{5}$          x
則96x+160y=2g，
$\frac{6}{5}$x+$\frac{8}{5}$y=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$\frac{0.8g}{2g}$×100%=40%，
故答案為：40%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化為解答的關(guān)鍵，側(cè)重氧化還原反應(yīng)計(jì)算及轉(zhuǎn)移電子的考查，注意從化合價(jià)角度分析，題目難度不大．