题目内容
【题目】Ⅰ．已知某反应中反应物和生成物有：KMnO4、H2SO4、MnSO4、H2C2O4、K2SO4、H2O和一种未知物X。
(1)已知0.5 molH2C2O4在反应中失去1 mol电子生成X，则X的化学式为______________。
(2)将氧化剂和还原剂及配平的系数填入下列方框中，并用单线桥标出电子转移的方向和数目。
___________________________
Ⅱ．工业废水中含有大量的FeSO4、较多的Cu2+和少量的Na+。从工业废水中回收硫酸亚铁和金属铜的工艺流程如图所示。
(1)图中操作①为______________；操作③为_______________________________。
(2)试剂X为______（填化学式），操作②涉及的离子反应方程式为___________________。
【答案】CO2 
过滤 蒸发浓缩、冷却结晶 Fe Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
【解析】
Ⅰ．（1）已知0.5mol H2C2O4在反应中失去1mol电子生成X，碳元素化合价为x，KMnO4被还原为MnSO4，结合电子守恒计算分析碳元素化合价，2×[x-（+3）]×0.5mol=1，x=+4，则生成的X为CO2；
（2）高锰酸钾有强氧化性，所以选高锰酸钾作氧化剂，H2C2O4中C的化合价为+3价，CO2中C的化合价为+4价，要选择失电子的物质作还原剂，所以选，H2C2O4作还原剂，由高锰酸钾生成硫酸锰需硫酸参加反应，根据反应前后元素守恒，水在生成物中．
该反应中化合价的变化为：KMnO4→MnSO4，Mn元素由+7价→+2价，一个KMnO4分子得5个电子；H2C2O4→CO2，C元素由+3价→+4价，一个H2C2O4失去2个电子，所以得失电子的最小公倍数为10，所以KMnO4的计量数为2，H2C2O4的计量数为5，其它元素根据原子守恒配平。故反应为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+10CO2↑+8H2O+K2SO4，用单线桥标出电子转移的方向和数目为；
Ⅱ．工业废水中含有大量的FeSO4、较多的Cu2+和少量的Na+，根据流程图中可以知道，完成回收硫酸亚铁和铜，先加过量铁粉把铜置换出来，故试剂X为铁粉；操作1是过滤，不溶性物质中由置换出的铜还有过量的铁，加入硫酸，过滤即得到金属铜和溶液2为FeSO4，与溶液1合并蒸发浓缩、冷却结晶得到绿矾。
(1)图中操作①为过滤；操作③为蒸发浓缩、冷却结晶；
(2)试剂X为Fe，操作②涉及的离子反应方程式为Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑。
