Question

2gCu₂S和CuS的混合物在酸性溶液中用400mL 0.075mol/L KMnO₄溶液处理，发生反应如下：
①MnO₄^-+Cu₂S+H⁺→Cu²⁺+SO₂+Mn²⁺+H₂O （反应方程式未配平）
②6MnO₄^-+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．
（1）配平KMnO₄与（NH₄）₂Fe（SO₄）₂反应的离子方程式：

 

MnO₄^-+

 

Fe²⁺+

 

H⁺=

 

Mn²⁺+

 

Fe³⁺+

 

H₂O
（2）KMnO₄溶液与混合物反应后，剩余KMnO₄的物质的量为

 

mol．
（3）反应①的氧化产物为

 

，反应①的氧化剂为

 

，反应①的氧化剂与还原剂的物质的量之比为

 

．
（4）混合物中Cu₂S的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：氧化还原反应的计算,氧化还原反应,氧化还原反应方程式的配平

专题：氧化还原反应专题

分析：（1）根据化合价升降法配平即可；
（2）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后剩余的高锰酸钾的物质的量；
（3）MnO₄^-+Cu₂S+H⁺→Cu²⁺+SO₂+Mn²⁺+H₂O中，Mn元素的化合价降低，Cu、S元素的化合价升高；
（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）Mn元素的化合价由+7降到+2，降低5价；Fe元素的化合价由+2升高到+3价，升高1价，最小公倍数为5；再根据质量守恒得到H₂O的系数为4，H⁺的系数为8，则离子反应为MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案为：1；5；8；1；5；4；
（2）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溶液与混合物反应剩余KMnO₄的物质的量为0.03mol-0.007mol=0.023mol，
故答案为：0.023mol；
（3）MnO₄^-+Cu₂S+H⁺→Cu²⁺+SO₂+Mn²⁺+H₂O中，Mn元素的化合价降低，则KMnO₄为氧化剂，Cu、S元素的化合价升高，Cu₂S为还原剂，失去电子被氧化，则Cu²⁺、SO₂为氧化产物，由电子守恒可知，反应①的氧化剂与还原剂的物质的量之比为

2×(2-1)+[4-(-2)]

(7-2)

=8：5，
故答案为：Cu²⁺、SO₂；KMnO₄；8：5；
（4）设CuS、Cu₂S的物质的量分别为x、y，
8MnO₄^-+5Cu₂S+44H⁺═10Cu²⁺+5SO₂+8Mn²⁺+22H₂O
 

8

5

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

6

5

x      x
则96x+160y=2g，

8

5

y+

6

5

x=0.023mol
解之得：x=0.0125mol  y=0.005mol，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：本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，把握反应中元素的化合价变化是解答本题的关键，侧重氧化还原反应中电子守恒及分析与计算能力的考查，题目难度不大．