Question

20．Cu₂O是不溶于水的碱性氧化物，能溶于酸发生自身氧化还原反应生成Cu和Cu²⁺．测定一种含Cu₂O的矿石中Cu₂O含量的方法是：将矿石溶于足量的Fe₂（SO₄）₃ 和 H₂SO₄的混合液中，然后用KMnO₄溶液滴定，反应后Mn以+2价形式存在．
（1）写出配平的反应的化学方程式：Cu₂O与 Fe₂（SO₄）₃、H₂SO₄反应为Cu₂O+Fe₂（SO₄）₃+H₂SO₄═2CuSO₄+2Fe SO₄+H₂O；滴加KMnO₄ 溶液时发生的反应为10FeSO₄+2KMnO₄+8H₂SO₄═5Fe₂（SO₄）₃+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O．
（2）Cu₂O 与上述两反应中氧化剂的氧化性强弱顺序是KMn O₄＞Fe₂（SO₄）₃＞Cu₂O．
（3）若某次测定中称取5.0g矿样，用KMnO₄ 溶液滴定时，消耗0.1mol•L KMnO₄的体积为100ml，则矿样中w（Cu₂O）=72%．

Answer 1

分析 （1）Cu₂0溶于酸生成Cu²⁺和Cu，Cu与Fe³⁺反应生成亚铁离子和铜离子；硫酸亚铁和高锰酸钾反应生成硫酸铁、硫酸锰、硫酸钾和水；
（2）根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性判断；
（3）根据反应方程式中各物质之间的关系计算．

解答 解：（1）Cu₂0溶于酸生成Cu²⁺和Cu，Cu与Fe³⁺反应生成亚铁离子和铜离子，则反应的化学方程式为：Cu₂O+Fe₂（S0₄）₃+H₂SO₄=2CuS0₄+2FeS0₄+H₂O；
硫酸亚铁和高锰酸钾反应生成硫酸铁、硫酸锰、硫酸钾和水，其反应的化学方程式：10FeSO₄+2KMnO₄+8H₂SO₄═5Fe₂（SO₄）₃+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O；
故答案为：Cu₂O+Fe₂（S0₄）₃+H₂SO₄=2CuS0₄+2FeS0₄+H₂O；10FeSO₄+2KMnO₄+8H₂SO₄═5Fe₂（SO₄）₃+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O；
（2）氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，由反应Cu₂O+Fe₂（S0₄）₃+H₂SO₄=2CuS0₄+2FeS0₄+H₂O和10FeSO₄+2KMnO₄+8H₂SO₄═5Fe₂（SO₄）₃+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O，可知，氧化性：KMn O₄＞Fe₂（SO₄）₃＞Cu₂O；
故答案为：KMn O₄＞Fe₂（SO₄）₃＞Cu₂O；
（3）已知Cu₂O+Fe₂（S0₄）₃+H₂SO₄=2CuS0₄+2FeS0₄+H₂O，
10FeSO₄+2KMnO₄+8H₂SO₄═5Fe₂（SO₄）₃+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O，
则  Cu₂O～2FeS0₄ ～$\frac{2}{5}$KMnO₄，
     n               0.1mol/L×0.1L
则n=$\frac{5}{2}$×0.1mol/L×0.1L=0.025mol，
则Cu₂O的质量为：0.025molmol×144g/mol=3.6g，
所以此矿样中Cu₂O的质量分数为$\frac{3.6g}{5g}$×100%=72%；
故答案为：72%．

点评 本题考查了化学方程式的书写、氧化还原反应、氧化还原反应计算，题目难度中等，侧重学生对数据的处理能力考查，体现化学知识与生产生活的联系．