Question

18．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)nO₄^-+Cu₂S+H⁺→Cu²⁺+SO₂↑+Mn²⁺+H₂O（未配平）
②MnO₄^-+CuS+H⁺→Cu²⁺+SO₂↑+Mn²⁺+H₂O（未配平）
（1）下列關(guān)于反應(yīng)①的說(shuō)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，MnO₄^-和H₂O₂也能發(fā)生氧化還原反應(yīng)
氧化反應(yīng)：H₂O₂-2e^-═2H⁺+O₂↑
還原反應(yīng)：MnO₄^-+5e^-+8H⁺═Mn²⁺+4H₂O
（2）反應(yīng)中若有0.5mol H₂O₂參加此反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的個(gè)數(shù)為N_A．
（3）已知：2KMnO₄+7H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+6O₂↑+10H₂O，則被1mol KMnO₄氧化的H₂O₂是2.5mol．
Ⅲ．高錳酸鉀溶液與硫化亞鐵有如下反應(yīng)：10FeS+6KMnO₄+24H₂SO₄═3K₂SO₄+6MnSO₄+5Fe₂（SO₄）₃+10S+24H₂O
（4）若上述反應(yīng)前后固體的質(zhì)量減少了2.8g，則硫元素與KMnO₄之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目為0.1N_A個(gè)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化合價(jià)的變化判斷氧化還原反應(yīng)的相關(guān)概念，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑和還原劑之間得失電子的物質(zhì)的量相等計(jì)算轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，在氧化還原反應(yīng)中還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性；
（2）根據(jù)化合價(jià)的變化計(jì)算轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量；
（3）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑和還原劑之間得失電子的物質(zhì)的量相等計(jì)算；
（4）反應(yīng)10FeS+6KMnO₄+24H₂SO₄→3K₂SO₄+6MnSO₄+5Fe₂（SO₄）₃+10S+24H₂O中，反應(yīng)前后固體變化為：FeS→S，固體減少的質(zhì)量實(shí)際上是鐵元素的質(zhì)量，據(jù)此計(jì)算出鐵的物質(zhì)的量及轉(zhuǎn)移的電子數(shù)．

解答 解：（1）a．反應(yīng)中銅元素化合價(jià)從+1價(jià)升高到+2價(jià)，硫元素化合價(jià)從-2價(jià)升高到+4價(jià)，化合價(jià)升高的元素被氧化，所以被氧化的元素有S、Cu，故a正確；
b．錳元素化合價(jià)降低，從+7價(jià)降低為+2價(jià)，Cu₂S元素化合價(jià)都升高做還原劑，1molMnO₄^-得到5mol電子，反應(yīng)中銅元素化合價(jià)從+1價(jià)升高到+2價(jià)，硫元素化合價(jià)從-2價(jià)升高到+4價(jià)，1molCu₂S失去8mol電子，則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為8：5，故b正確；
c．生成2.24LL（標(biāo)況下）SO₂時(shí)，物質(zhì)的量為0.1mol；反應(yīng)的Cu₂S物質(zhì)的量為0.1mol，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是：
Cu⁺～Cu²⁺～e^-；      S^2-～SO₂～6e^-；
1         1         1        6
0.2mol   0.2mol    0.1mol   0.6mol 
所以電子轉(zhuǎn)移共0.8mol，故c正確；
d．氧化還原反應(yīng)中還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性，則還原性的強(qiáng)弱關(guān)系是：Mn²⁺＜Cu₂S，故d錯(cuò)誤．
故選d．
（2）由H₂O₂-2e→2H⁺+O₂↑可知，反應(yīng)中若有0.5mol H₂O₂參加此反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的個(gè)數(shù)為0.5×2×N_A=N_A，故答案為：N_A；
（3）反應(yīng)2KMnO₄+7H₂O₂+3H₂SO₄→K₂SO₄+2MnSO₄+6O₂↑+10H₂O中，2molKMnO₄可氧化5molH₂O₂，生成的6molO₂中，有5mol為H₂O₂被氧化生成，有1mol為H₂O₂自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成，則1mol KMnO₄氧化的H₂O₂是2.5mol，故答案為：2.5；
（4）反應(yīng)中固體質(zhì)量變化為：FeS→S，固體質(zhì)量變化為鐵元素的變化；反應(yīng)前后固體的質(zhì)量減少了2.8g，參加反應(yīng)的亞鐵離子的物質(zhì)的量為：$\frac{8g}{56g/mol}$=0.05mol，即被氧化的FeS的物質(zhì)的量為0.05mol，被高錳酸根離子氧化的硫元素元素的物質(zhì)的量為0.05mol，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為：0.05mol×2=0.1mol，電子數(shù)目為：0.1N_A，
故答案為：0.1N_A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，為高頻考點(diǎn)，注意從元素化合價(jià)的角度認(rèn)識(shí)相關(guān)概念并進(jìn)行計(jì)算，難度中等．