Question

2g Cu₂S和CuS的固體混合物在酸性溶液中用400mL 0.075mol?L^-1KMnO₄溶液處理，發(fā)生如下反應：8Mn

O

- 4

+5Cu2S+44H+═10Cu2++5SO2↑+8Mn2++22H2O
6Mn

O

- 4

+5CuS+28H+═5Cu2++5SO2↑+6Mn2++14H2O
反應后煮沸溶液，趕盡SO₂，剩余的KMnO₄溶液恰好與350mL 0.1mol?L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液完全反應．
（1）配平KMnO₄溶液與（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液反應的離子方程式：

1

MnO

- 4

+

5

Fe²⁺+

8

H⁺═

1

Mn²⁺+

5

Fe³⁺+

4

H₂O
（2）KMnO₄溶液與固體混合物反應后，剩余KMnO₄的物質(zhì)的量為

0.023

mol．
（3）欲配制500mL含F(xiàn)e²⁺的物質(zhì)的量濃度為0.1mol?L^-1的溶液，需稱�。∟H₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O（M=392g?mol^-1）的質(zhì)量為

9.8g

．
（4）混合物中Cu₂S的質(zhì)量分數(shù)為

40%

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)化合價升降法配平即可．（2）先根據(jù)方程式MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O計算消耗的高錳酸鉀的物質(zhì)的量；高錳酸鉀的總物質(zhì)的量減去與（NH₄）₂Fe（SO₄）₂ 反應的高錳酸鉀的物質(zhì)的量即為與混合溶液反應消耗的高錳酸鉀的物質(zhì)的量；
（3）先根據(jù)銨根離子的物質(zhì)的量計算（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O  的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計算其質(zhì)量；
（4）根據(jù)金屬化合物的質(zhì)量和金屬化合物與高錳酸鉀反應的高錳酸鉀的物質(zhì)的量列方程式組，計算出硫化亞銅的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分數(shù)計算方法計算即可．

解答：解：（1）Mn元素的化合價由+7降到+2，降低5價；Fe元素的化合價由+2升高到+3價，升高1價，最小公倍數(shù)為5；再根據(jù)質(zhì)量守恒得到H₂O的系數(shù)為4，H⁺的系數(shù)為8．
故答案為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（2）設消耗高錳酸鉀xmol，
MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
1mol  5mol
xmol  0.350L×0.1mol/L  
所以x=0.007，
高錳酸鉀的總物質(zhì)的量為0.400L×0.075mol/L=0.03mol，
所以KMnO₄溶液與混合物反應，消耗KMnO₄的物質(zhì)的量為0.03mol-0.007mol=0.023mol，
故答案為：0.023mol；
（3）設（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O  的物質(zhì)的量為ymol，
（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O----2NH₄⁺
      1mol                 2mol
     ymol                 0.500L×0.1mol/L 
y=0.025，
所以其質(zhì)量為m=nM=0.025mol×392g/mol=9.8g；
故答案為：9.8g；
（4）設CuS、Cu₂S的物質(zhì)的量分別為x、y
8MnO₄^-+5Cu₂S+44H⁺=10Cu²⁺+5SO₂+8Mn²⁺+22H₂O

8

5

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

6

5

x      x
則

96x+160y=2g 6 5 x+ 8 5 y=0.023mol

   解之得：x=0.0125mol  y=0.005mol
所以Cu₂S的質(zhì)量為0.8g，CuS的質(zhì)量為1.2g，
Cu₂S的質(zhì)量分數(shù)為

0.8g

1.2g

×100%=40%
故答案為：40%．

點評：本題考查了離子方程式的有關(guān)計算，氧化還原反應的配平，難度較大，易錯題是（2），注意銨根離子和（NH₄）₂Fe（SO₄）₂ 的關(guān)系式，根據(jù)銨根離子計算（NH₄）₂Fe（SO₄）₂ 的質(zhì)量．