Question

18．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：
①MnO₄^-+Cu₂S+H⁺→Cu²⁺+SO₂↑+Mn²⁺+H₂O（未配平）
②MnO₄^-+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，MnO₄^-和H₂O₂也能发生氧化还原反应
氧化反应：H₂O₂-2e^-═2H⁺+O₂↑
还原反应：MnO₄^-+5e^-+8H⁺═Mn²⁺+4H₂O
（2）反应中若有0.5mol H₂O₂参加此反应，转移电子的个数为N_A．
（3）已知：2KMnO₄+7H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+6O₂↑+10H₂O，则被1mol KMnO₄氧化的H₂O₂是2.5mol．
Ⅲ．高锰酸钾溶液与硫化亚铁有如下反应：10FeS+6KMnO₄+24H₂SO₄═3K₂SO₄+6MnSO₄+5Fe₂（SO₄）₃+10S+24H₂O
（4）若上述反应前后固体的质量减少了2.8g，则硫元素与KMnO₄之间发生电子转移的数目为0.1N_A个．

Answer 1

分析 （1）根据化合价的变化判断氧化还原反应的相关概念，根据氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子的物质的量相等计算转移电子的物质的量，在氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性；
（2）根据化合价的变化计算转移电子的物质的量；
（3）根据氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子的物质的量相等计算；
（4）反应10FeS+6KMnO₄+24H₂SO₄→3K₂SO₄+6MnSO₄+5Fe₂（SO₄）₃+10S+24H₂O中，反应前后固体变化为：FeS→S，固体减少的质量实际上是铁元素的质量，据此计算出铁的物质的量及转移的电子数．

解答 解：（1）a．反应中铜元素化合价从+1价升高到+2价，硫元素化合价从-2价升高到+4价，化合价升高的元素被氧化，所以被氧化的元素有S、Cu，故a正确；
b．锰元素化合价降低，从+7价降低为+2价，Cu₂S元素化合价都升高做还原剂，1molMnO₄^-得到5mol电子，反应中铜元素化合价从+1价升高到+2价，硫元素化合价从-2价升高到+4价，1molCu₂S失去8mol电子，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为8：5，故b正确；
c．生成2.24LL（标况下）SO₂时，物质的量为0.1mol；反应的Cu₂S物质的量为0.1mol，反应中转移电子的物质的量是：
Cu⁺～Cu²⁺～e^-；      S^2-～SO₂～6e^-；
1         1         1        6
0.2mol   0.2mol    0.1mol   0.6mol 
所以电子转移共0.8mol，故c正确；
d．氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，则还原性的强弱关系是：Mn²⁺＜Cu₂S，故d错误．
故选d．
（2）由H₂O₂-2e→2H⁺+O₂↑可知，反应中若有0.5mol H₂O₂参加此反应，转移电子的个数为0.5×2×N_A=N_A，故答案为：N_A；
（3）反应2KMnO₄+7H₂O₂+3H₂SO₄→K₂SO₄+2MnSO₄+6O₂↑+10H₂O中，2molKMnO₄可氧化5molH₂O₂，生成的6molO₂中，有5mol为H₂O₂被氧化生成，有1mol为H₂O₂自身发生氧化还原反应生成，则1mol KMnO₄氧化的H₂O₂是2.5mol，故答案为：2.5；
（4）反应中固体质量变化为：FeS→S，固体质量变化为铁元素的变化；反应前后固体的质量减少了2.8g，参加反应的亚铁离子的物质的量为：$\frac{8g}{56g/mol}$=0.05mol，即被氧化的FeS的物质的量为0.05mol，被高锰酸根离子氧化的硫元素元素的物质的量为0.05mol，转移的电子的物质的量为：0.05mol×2=0.1mol，电子数目为：0.1N_A，
故答案为：0.1N_A．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高频考点，注意从元素化合价的角度认识相关概念并进行计算，难度中等．