题目内容

14．高锰酸钾是一种典型的强氧化剂．完成下列填空：
I：在用KMnO4酸性溶液处理Cu2S和CuS的混合物时，发生的反应如下：
①MnO${\;}_{4}^{-}$+Cu2S+H+Cu2++SO2↑+Mn2++H2O（未配平）
②MnO${\;}_{4}^{-}$+CuS+H+Cu2++SO2↑+Mn2++H2O（未配平）
（1）下列关于反应①的说法中错误的是d（填字母序号）．
a．被氧化的元素是Cu和S
b．氧化剂与还原剂的物质的量之比为8：5
c．生成2.24L（标况下）SO2，转移电子的物质的量是0.8mol
d．还原性的强弱关系是：Mn2+＞Cu2S
Ⅱ：在稀硫酸中，KMnO4与 （NH4）2Fe（SO4）2也能发生氧化还原反应．
（2）配平KMnO4与（NH4）2Fe（SO4）2反应的离子方程式：
1MnO4-+5Fe2++8H+=1Mn2++5Fe3++4 H2O
（3）欲配制480mL 0.1mol/L Fe2+溶液，需称取（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O（M=392g/mol）的质量为19.6g．需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管、药匙
Ⅲ：实验室可由软锰矿（主要成分为MnO2）制备KMnO4，方法如下：高温下使软锰矿与过量KOH（s）和KClO3（s）反应，生成K2MnO4（锰酸钾）和KCl；用水溶解，滤去残渣；酸化滤液，K2MnO4转化为MnO2和KMnO4；再滤去沉淀MnO2，浓缩结晶得到KMnO4晶体．
请回答：
（4）用软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是：6KOH+KClO3+3MnO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3K2MnO4+KCl+3H2O．
（5）K2MnO4转化为KMnO4的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：2．

分析 （1）①MnO4-+Cu2S+H+→Cu2++SO2↑+Mn2++H2O中，Mn元素的化合价降低，而铜元素的化合价由+1升到+2价，硫元素的化合价由-2升到+4价，结合氧化还原反应基本概念及还原剂的还原性大于还原产物的还原性分析；
（2）依据氧化还原反应电子守恒、电荷收、原子守恒配平写出离子方程式；
（3）应配制500mL，依据m=cVM计算需要溶质的质量；依据配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤选择仪器；
（4）由反应物及生成物、结合电子守恒、原子守恒可得到化学反应；
（5）K2MnO4转化为KMnO4的反应中K2MnO4→2KMnO4+MnO2，Mn元素的化合价既升高又降低．

解答 解：（1）a．铜元素的化合价由+1升到+2价，硫元素的化合价由-2升到+4价，均被氧化，故a正确；
b．设氧化剂的物质的量为x，还原剂的物质的量为y，则5x=（2+6）y，$\frac{x}{y}$=$\frac{8}{5}$，故b正确；
c．根据b项，当生成5 mol SO2时，转移电子40 mol，所以当有0.1 mol SO2生成时，转移电子0.8 mol，故c正确；
d．根据方程式，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，则还原性Cu2S＞Mn2+，故d错误；
故答案为：d；
（2）高锰酸钾与Fe2+的反应是MnO4-～Mn2+～5e-；Fe2+～Fe3+～e-；依据电子守恒，铁离子和亚铁离子前乘5，依据原子守恒和电荷守恒得到反应的离子方程式为：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；
故答案为：1、5、8、1、5、4； 
（3）配制500mL0.1mol•L-1摩尔盐溶液需要溶质的质量m=0.5L×0.1mol•L-1×392g/mol=19.6g；配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤：一般用托盘天平称量，用药匙取用药品，在烧杯中溶解（可用量筒量取水加入烧杯），并用玻璃棒搅拌，加速溶解．冷却后转移到500mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗涤烧杯、玻璃棒2-3次，并将洗涤液移入容量瓶中，加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加，最后定容颠倒摇匀．所用玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管、药匙，
故答案为：19.6g；烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管、药匙；
（4）反应物为KOH、KClO3、MnO2，生成物为K2MnO4（锰酸钾）和KCl、水，由电子及原子守恒可知该反应为6KOH+KClO3+3MnO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3K2MnO4+KCl+3H2O，
故答案为：6KOH+KClO3+3MnO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3K2MnO4+KCl+3H2O；
（5）K2MnO4转化为KMnO4的反应中K2MnO4→2KMnO4+MnO2，Mn元素的化合价由+6价升高为+7价，Mn元素的化合价由+6价降低为+4价，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：2，
故答案为：1：2．

点评 本题考查氧化还原反应及计算，为高频考点，把握反应中元素的化合价变化为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意守恒法应用，题目难度不大

练习册系列答案
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17．下列有关说法正确的是（　　）
A．吸热反应一定不可以自发进行
B．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向
C．NH4HCO3（s）═NH3（g）+H2O（g）+CO2（g）△H=+185.57 kJ/mol能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
D．N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0，其他条件不变时升高温度，反应速率V（H2）和氢气的平衡转化率均增大
18．为确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，某学生设计了如图所示的装置，一次实验即可达到目的（不必选其他酸性物质）．请据此回答：
（1）装置A的锥形瓶中装的溶液为碳酸钠溶液，分液漏斗中所盛试剂应为盐酸．
（2）装置B所盛的试剂是碳酸氢钠溶液，其作用是除去二氧化碳中混有的HCl．
（3）装置C所盛的试剂是硅酸钠溶液，C中反应的离子方程式CO2+H2O+SiO32-=CO32-+H2SiO3↓．
（4）这三种酸的酸性由强到弱的顺序为HCl＞H2CO3＞H2SiO3．
2．氮化铝是一种新型的无机非金属材料，被广泛应用于集成电路生产领域．其制备反应原理为：Al2O3+N2+3C═2AlN+3CO．制备过程中，原料配比不当或反应不完全等因素都会造成产品中含有碳或Al2O3等杂质．为测定产品中AlN的质量分数，某同学按如图1装置进行相关实验．可选用的化学试剂为：mg氮化铝片状固体、NaOH饱和溶液、水、煤油、医用酒精．

回答下列问题：
（1）简述检查该套装置气密性的方法将C中导管浸入水中，微热试管A，C中导管出口有气泡逸出．冷却后，C中导管仍有高出液面的水柱不下降．（或先在B中加入煤油，然后将试管A放入冰水中，B中导管有气泡进入B，将试管A恢复室温，B中导管有高出液面的油柱不下降），说明气密性良好，否则装置漏气
（2）图1（B）中试剂最好选用（填序号）：②
①水         ②煤油           ③医用酒精
已知A 中有NaAlO2生成，并放出有刺激性气味气体，写出A中发生反应的化学方程式AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑
（3）读取C（量筒）中液体体积时，应注意b、c、d（填序号）
a．C中液面不再上升时立即读数    b．上下移动C，使之液面与B中液面相平
c．A中不再有气泡逸出            d．视线与凹液面最低处相平
（4）mg氮化铝与足量NaOH饱和溶液反应，实验结束后，C中收集到液体的体积为VL（已折算成标准状况），则AlN样品的纯度为$\frac{41V}{22.4m}$×100%（写计算表达式）．
（5）上述实验方案，可能因气体体积测量不准，导致误差较大．有人建议改用下列A、B两个装置中的一种（在通风橱内进行），只需进行简单而又必要的数据测写，用差量法就可比较准确确定样品中AlN的质量分数．较合理的装置是：A（填代号）．
9．某无色溶液能与铝作用放出H2，则下列离子组合中可能的是（　　）
A．H+、Cl-、Cu2+、Ba2+B．OH-、NO${\;}_{3}^{-}$、Ba2+、Cl-
C．H+、CO${\;}_{3}^{2-}$、Mg2+、Ba2+D．OH-、NO${\;}_{3}^{-}$、CO${\;}_{3}^{2-}$、Mg2+
19．设NA为阿伏伽德罗常数，下列说法正确的是（　　）
A．常温常压下，0.1NA个HCl分子的体积为22.4L
B．标准状况下，22.4L氖气含有2NA个原子
C．1L 0.2mol/L硫酸铁溶液中含有的SO42-离子数目为0.6NA
D．1mol氖气中含有的电子数目为10NA
6．若NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．1mol OH-含有的电子数为9NA
B．常温常压下，NO2和N2O4的混合物23g中含有NA个氧原子
C．标准状况下，2.8gN2和2.24L CO所含电子数均为1.4NA
D．标准状况下，22.4 L 乙醇中含有NA个乙醇分子
4．用硫铁矿（主要含FeS2、SiO2等）制备莫尔盐的流程如下：

已知：“还原”时，FeS2与H2SO4不反应，Fe3+通过反应Ⅰ、Ⅱ被还原，其中反应Ⅰ如下：
2Fe3++FeS2=2S↓+3Fe2+
（1）“还原”时，pH不宜过高的原因是pH过高时铁元素将沉淀导致产率降低，写出“还原”时反应Ⅱ的离子方程式：FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+．
（2）实验测得“还原”时反应Ⅰ、Ⅱ中被还原的Fe3+的物质的量之比为2：7．计算“还原”后溶液Fe2+的浓度即可确定后面所加（NH4）2SO4的量（溶液体积变化忽略不计）
离子离子浓度（mol•L-1）
还原前还原后
SO42-3.203.50
Fe2+0.153.30
（3）称取23.52g新制莫尔盐，溶于水配成溶液并分成两等份．一份加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀13.98g；另一份用0.2000mol•L-1K2Cr2O7酸性溶液滴定，当Cr2O72-恰好完全被还原为Cr3+时，消耗溶液的体积为25.00mL．试确定莫尔盐的化学式（请给出计算过程）．
5．入冬以来，东北各地陆续出现大范围的雾霾天气，主要原因是由于大气中PM2.5含量升高所造成的，PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米（1微米=10-6米）的颗粒物．其中PM2.5的主要来源与汽车排放的尾气有关．下列有关叙述正确的是（　　）
A．胶体区别于其它分散系的本质特征是具有丁达尔现象
B．将直径等于2.5微米的颗粒物分散于水即成为胶体
C．雾具有丁达尔现象
D．增加使用汽车，提高交通效率可缓解雾霾天气的产生

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