Question

14．2g Cu₂S和CuS的混合物在酸性溶液中用400mL 0.075mol•L^-1 KMnO₄溶液處理，發(fā)生反應(yīng)如下：
8MnO₄^-+5Cu₂S+44H⁺=10Cu²⁺+5SO₂↑+8Mn²⁺+22H₂O
MnO₄^-+5CuS+28H⁺=5Cu²⁺+5SO₂↑+6Mn²⁺+14H₂O
反應(yīng)后煮沸溶液，趕盡SO₂，剩余的KMnO₄恰好與350mL 0.1mol•L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液完全反應(yīng)．
（1）配平KMnO₄與（NH₄）₂Fe（SO₄）₂反應(yīng)的離子方程式
1MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=1Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
（2）KMnO₄溶液與混合物反應(yīng)后，剩余KMnO₄的物質(zhì)的量為0.007mol．
（3）混合物中Cu₂S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%．

Answer 1

分析 （1）Mn元素的化合價由+7價降低為+2價，F(xiàn)e元素的化合價由+2價升高為+3價，由電子守恒、電荷守恒、原子守恒解答；
（2）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；
（3）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(yīng)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?jǐn)?shù)計算方法計算即可．

解答 解：（1）Mn元素的化合價由+7價降低為+2價，F(xiàn)e元素的化合價由+2價升高為+3價，由電子守恒、電荷守恒、原子守恒可知，離子反應(yīng)為MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案為：1；5；8；1；5；4；
（2）設(shè)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，
故答案為：0.007；
（3）依據(jù)（2）可知KMnO₄溶液與混合物反應(yīng)后，消耗高錳酸鉀物質(zhì)的量為：0.075mol•L^-1×0.4L-0.007mol=0.023mol；
設(shè)Cu₂S的物質(zhì)的量為mmol，CuS的物質(zhì)的量為nmol，
8MnO₄^-+44H⁺+5Cu₂S=10Cu²⁺+5SO₂+8Mn²⁺+22H₂O
8           5
$\frac{8m}{5}$mol    mmol       
6MnO₄^-+28H⁺+5CuS=5Cu²⁺+5SO₂+6Mn²⁺+14H₂O
6           5 
$\frac{6n}{5}$     nmol
所以列方程組為：
160mg+96ng=2g 
$\frac{8m}{5}$mol+$\frac{6n}{5}$mol=0.023 mol
解得：m=0.005；
n=0.0125；
所以Cu₂S的質(zhì)量為0.8g，CuS的質(zhì)量為1.2g，
Cu₂S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.8g}{2g}$=40%，
故答案為：40%．

點評 本題考查了離子方程式的書寫及有關(guān)離子方程式的計算，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．