Question

2g Cu₂S和CuS的混合物在酸性溶液中用400mL 0.075mol/L KMnO₄溶液处理，反应如下：
8MnO₄^-+5Cu₂S+44H⁺=10Cu²⁺+5SO₂+8Mn²⁺+22H₂O
6MnO₄^-+5CuS+28H⁺=5Cu²⁺+5SO₂+6Mn²⁺+14H₂O
反应后煮沸溶液，赶尽SO₂，剩余的 KMnO₄恰好与350mL 0.1mol/L （NH₄）₂Fe（SO₄）₂ 溶液完全反应，反应的离子方程式：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
（1）KMnO₄溶液与混合物反应，消耗KMnO₄的物质的量为

0.023

mol．
（2）欲配制500mL 0.1mol/L NH₄⁺ 溶液，需称取 （NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O  （M=392g/mol）的质量为

9.8

g．
（3）混合物中 Cu₂S的质量分数为

40%．

．

Answer 1

分析：（1）先根据方程式MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O计算消耗的高锰酸钾的物质的量；高锰酸钾的总物质的量减去与（NH₄）₂Fe（SO₄）₂ 反应的高锰酸钾的物质的量即为与混合溶液反应消耗的高锰酸钾的物质的量；
（2）先根据铵根离子的物质的量计算（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O  的物质的量，再根据m=nM计算其质量；
（3）根据金属化合物的质量和金属化合物与高锰酸钾反应的高锰酸钾的物质的量列方程式组，计算出硫化亚铜的质量，再根据质量分数计算方法计算即可．

解答：解：（1）设消耗高锰酸钾xmol，
MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
1mol  5mol
xmol  0.350L×0.1mol/L  
所以x=0.007，
高锰酸钾的总物质的量为0.400L×0.075mol/L=0.03mol，
所以KMnO₄溶液与混合物反应，消耗KMnO₄的物质的量为0.03mol-0.007mol=0.023mol，
故答案为：0.023mol；
（2）设（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O  的物质的量为ymol，
（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O----2NH₄⁺
      1mol                 2mol
     ymol                 0.500L×0.1mol/L 
y=0.025，
所以其质量为m=nM=0.025mol×392g/mol=9.8g；
故答案为：9.8g；
（3）设Cu₂S的物质的量为mmol，CuS的物质的量为nmol，
8MnO₄^-+44H⁺+5Cu₂S=10Cu²⁺+5SO₂+8Mn²⁺+22H₂O
8           5

8m

5

mol   mmol       
6MnO₄^-+28H⁺+5CuS=5Cu²⁺+5SO₂+6Mn²⁺+14H₂O
6           5 

6n

5

mol     nmol
所以列方程组为：

160mg+96ng=2g  8m 5 mol+ 6n 5 mol=0.023 mol

m=0.005 n=0.0125

所以Cu₂S的质量为0.8g，CuS的质量为1.2g，
Cu₂S的质量分数为

0.8g

2g

×100%=40%，
故答案为：40%．

点评：本题考查了离子方程式的有关计算，难度较大，易错题是（2），注意铵根离子和（NH₄）₂Fe（SO₄）₂ 的关系式，根据铵根离子计算（NH₄）₂Fe（SO₄）₂ 的质量．