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(yīng)如下：
①MnO₄^-+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
請回答：
（1）配平KMnO₄與Cu₂S反應(yīng)的離子方程式：

 

MnO₄^-+

 

Cu₂S+

 

H⁺=

 

Cu²⁺+

 

SO₂+

 

Mn²⁺+

 

H₂O
若標(biāo)準(zhǔn)狀況下有1.12L SO₂生成，則被SO₂還原的MnO₄^-物質(zhì)的量是

 

．
（2）KMnO₄溶液與混合物反應(yīng)后，剩余KMnO₄的物質(zhì)的量為

 

mol．
（3）欲配制500mL 0.1mol/L Fe²⁺溶液，需稱取（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O（M=392g/mol）的質(zhì)量為

 

g，配制時所需要的定量儀器是

 

．
（4）混合物中Cu₂S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點：氧化還原反應(yīng)的計算,化學(xué)方程式的有關(guān)計算,氧化還原反應(yīng)

專題：計算題,氧化還原反應(yīng)專題

分析：（1）KMnO₄與Cu₂S反應(yīng)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(jié)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(yīng)，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(jié)合m=cVM計算；
（4）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，計算出硫化亞銅的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算方法計算即可．

解答： 解：（1）KMnO₄與Cu₂S反應(yīng)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(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

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

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）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(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
 

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(zhì)量為0.8g，CuS的質(zhì)量為1.2g，
Cu₂S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

0.8g

2g

×100%=40%，
故答案為：40%．

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