Question

14．高錳酸鉀是一種典型的強(qiáng)氧化劑．完成下列填空：
I：在用KMnO₄酸性溶液處理Cu₂S和CuS的混合物時(shí)，發(fā)生的反應(yīng)如下：
①M(fèi)nO${\;}_{4}^{-}$+Cu₂S+H⁺Cu²⁺+SO₂↑+Mn²⁺+H₂O（未配平）
②MnO${\;}_{4}^{-}$+CuS+H⁺Cu²⁺+SO₂↑+Mn²⁺+H₂O（未配平）
（1）下列關(guān)于反應(yīng)①的說法中錯(cuò)誤的是d（填字母序號(hào)）．
a．被氧化的元素是Cu和S
b．氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為8：5
c．生成2.24L（標(biāo)況下）SO₂，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.8mol
d．還原性的強(qiáng)弱關(guān)系是：Mn²⁺＞Cu₂S
Ⅱ：在稀硫酸中，KMnO₄與 （NH₄）₂Fe（SO₄）₂也能發(fā)生氧化還原反應(yīng)．
（2）配平KMnO₄與（NH₄）₂Fe（SO₄）₂反應(yīng)的離子方程式：
1MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=1Mn²⁺+5Fe³⁺+4 H₂O
（3）欲配制480mL 0.1mol/L Fe²⁺溶液，需稱取（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O（M=392g/mol）的質(zhì)量為19.6g．需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、500mL容量瓶、膠頭滴管、藥匙
Ⅲ：實(shí)驗(yàn)室可由軟錳礦（主要成分為MnO₂）制備KMnO₄，方法如下：高溫下使軟錳礦與過量KOH（s）和KClO₃（s）反應(yīng)，生成K₂MnO₄（錳酸鉀）和KCl；用水溶解，濾去殘?jiān)�；酸化濾液，K₂MnO₄轉(zhuǎn)化為MnO₂和KMnO₄；再濾去沉淀MnO₂，濃縮結(jié)晶得到KMnO₄晶體．
請(qǐng)回答：
（4）用軟錳礦制備K₂MnO₄的化學(xué)方程式是：6KOH+KClO₃+3MnO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O．
（5）K₂MnO₄轉(zhuǎn)化為KMnO₄的反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1：2．

Answer 1

分析 （1）①M(fèi)nO₄^-+Cu₂S+H⁺→Cu²⁺+SO₂↑+Mn²⁺+H₂O中，Mn元素的化合價(jià)降低，而銅元素的化合價(jià)由+1升到+2價(jià)，硫元素的化合價(jià)由-2升到+4價(jià)，結(jié)合氧化還原反應(yīng)基本概念及還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性分析；
（2）依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒、電荷收、原子守恒配平寫出離子方程式；
（3）應(yīng)配制500mL，依據(jù)m=cVM計(jì)算需要溶質(zhì)的質(zhì)量；依據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的一般步驟選擇儀器；
（4）由反應(yīng)物及生成物、結(jié)合電子守恒、原子守恒可得到化學(xué)反應(yīng)；
（5）K₂MnO₄轉(zhuǎn)化為KMnO₄的反應(yīng)中K₂MnO₄→2KMnO₄+MnO₂，Mn元素的化合價(jià)既升高又降低．

解答 解：（1）a．銅元素的化合價(jià)由+1升到+2價(jià)，硫元素的化合價(jià)由-2升到+4價(jià)，均被氧化，故a正確；
b．設(shè)氧化劑的物質(zhì)的量為x，還原劑的物質(zhì)的量為y，則5x=（2+6）y，$\frac{x}{y}$=$\frac{8}{5}$，故b正確；
c．根據(jù)b項(xiàng)，當(dāng)生成5 mol SO₂時(shí)，轉(zhuǎn)移電子40 mol，所以當(dāng)有0.1 mol SO₂生成時(shí)，轉(zhuǎn)移電子0.8 mol，故c正確；
d．根據(jù)方程式，還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性，則還原性Cu₂S＞Mn²⁺，故d錯(cuò)誤；
故答案為：d；
（2）高錳酸鉀與Fe²⁺的反應(yīng)是MnO₄^-～Mn²⁺～5e^-；Fe²⁺～Fe3⁺～e^-；依據(jù)電子守恒，鐵離子和亞鐵離子前乘5，依據(jù)原子守恒和電荷守恒得到反應(yīng)的離子方程式為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
故答案為：1、5、8、1、5、4； 
（3）配制500mL0.1mol•L^-1摩爾鹽溶液需要溶質(zhì)的質(zhì)量m=0.5L×0.1mol•L^-1×392g/mol=19.6g；配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的一般步驟：一般用托盤天平稱量，用藥匙取用藥品，在燒杯中溶解（可用量筒量取水加入燒杯），并用玻璃棒攪拌，加速溶解．冷卻后轉(zhuǎn)移到500mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗滌燒杯、玻璃棒2-3次，并將洗滌液移入容量瓶中，加水至液面距離刻度線1～2cm時(shí)，改用膠頭滴管滴加，最后定容顛倒搖勻．所用玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、500mL容量瓶、膠頭滴管、藥匙，
故答案為：19.6g；燒杯、玻璃棒、500mL容量瓶、膠頭滴管、藥匙；
（4）反應(yīng)物為KOH、KClO₃、MnO₂，生成物為K₂MnO₄（錳酸鉀）和KCl、水，由電子及原子守恒可知該反應(yīng)為6KOH+KClO₃+3MnO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，
故答案為：6KOH+KClO₃+3MnO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
（5）K₂MnO₄轉(zhuǎn)化為KMnO₄的反應(yīng)中K₂MnO₄→2KMnO₄+MnO₂，Mn元素的化合價(jià)由+6價(jià)升高為+7價(jià)，Mn元素的化合價(jià)由+6價(jià)降低為+4價(jià)，則氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1：2，
故答案為：1：2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)及計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意守恒法應(yīng)用，題目難度不大