Question

9．已知酸性高锰酸钾溶液将硫化铜、硫化亚铜氧化成Cu²⁺，SO₄^2-，本身被还原成Mn²⁺．现有CuS和Cu₂S组成的混合物的质量为ag，研成粉末完全溶于27mL0.2mol•L^-1酸性高锰酸钾溶液（过量）中，充分反应后，滴加15mL0.2mol•L^-1硫酸亚铁溶液至恰好完全反应，则a可能等于（　　）

• A． 0.288g
• B． 0.366g
• C． 0.384g
• D． 0.396g

Answer 1

分析 经分析知，高锰酸钾溶液的物质的量n=CV=0.0054mol，其中一部分和CuS和Cu₂S组成的混合物反应，一部分和15mL0.2mol•L^-1硫酸亚铁溶液中的Fe²⁺反应，根据消耗的Fe²⁺的物质的量n=CV=0.003mol，可知被反应掉的高锰酸钾的物质的量，从而可知被CuS和Cu₂S消耗掉的高锰酸钾的物质的量，再根据若混合物中只有CuS和Cu₂S只有来讨论．

解答 解：经分析知，高锰酸钾溶液的物质的量n=CV=0.0054mol，其中一部分和CuS和Cu₂S组成的混合物反应，其余的和15mL0.2mol•L^-1硫酸亚铁溶液中的Fe²⁺反应．
被由于消耗的Fe²⁺的物质的量n=CV=0.003mol，设被Fe²⁺消耗的高锰酸钾的物质的量为xmol，根据和高锰酸钾溶液的反应关系可知：
   5Fe²⁺～MnO₄^-
     5                 1
 0.003mol         xmol
故有：$\frac{5}{0.003mol}$=$\frac{1}{xmol}$   解得X=0.0006mol
可知被CuS和Cu₂S组成的混合物反应掉的高锰酸钾的物质的量n=0.0054mol-0.0006mol=0.0048mol．
（1）若固体中只有CuS．设CuS的物质的量为ymol，根据其与高锰酸钾溶液的反应可知：
5CuS～8MnO₄^-
5                       8
ymol              0.0048mol
故有：$\frac{5}{ymol}=\frac{8}{0.0048mol}$
解得y=0.003mol，则质量m=0.288g；
（2）若固体中只有Cu₂S．设Cu₂S的物质的量为zmol，根据其与高锰酸钾溶液的反应可知：
Cu₂S～2MnO₄^-
1                       2
zmol              0.0048mol
故有：$\frac{1}{zmol}=\frac{2}{0.0048mol}$
解得z=0.003mol，则质量m=0.384g；
综合分析可知，CuS和Cu₂S的混合物的质量介于0.288g到0.384g之间，故选B．

点评 本题考查了氧化还原反应的有关计算，难度较大，应注意根据混合物的组成来分类讨论，注意解题思路的梳理．