Question

高锰酸钾是一种典型的强氧化剂．完成下列填空：
Ⅰ：在用KMnO₄酸性溶液处理Cu₂S和CuS的混合物时，发生的反应如下：
①MnO₄^-+Cu₂S+H⁺→Cu²⁺+SO₂↑+Mn²⁺+H₂O（未配平）
②MnO₄^-+CuS+H⁺→Cu²⁺+SO₂↑+Mn²⁺+H₂O（未配平）
（1）下列关于反应①的说法中错误的是

 

（填字母序号）．
a．被氧化的元素是Cu和S
b．氧化剂与还原剂的物质的量之比为8：5
c．生成2.24L（标况下）SO₂，转移电子的物质的量是0.8mol
d．还原性的强弱关系是：Mn²⁺＞Cu₂S
（2）标出反应②配平后2种反应物前面的系数：

 

MnO₄^-+

 

CuS+…．．
Ⅱ：在稀硫酸中，MnO₄^-和H₂O₂也能发生氧化还原反应
氧化反应：H₂O₂-2e^-═2H⁺+O₂↑
还原反应：MnO₄^-+8H⁺+5e^-═Mn²⁺+4H₂O
（3）反应中若有0.5mol H₂O₂参加此反应，转移电子的个数为

 

．
（4）已知：2KMnO₄+7H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+6O₂↑+10H₂O，则被1mol KMnO₄氧化的H₂O₂是

 

mol．
Ⅲ：实验室可由软锰矿（主要成分为MnO₂）制备KMnO₄，方法如下：高温下使软锰矿与过量KOH（s）和KClO₃（s）反应，生成K₂MnO₄（锰酸钾）和KCl；用水溶解，滤去残渣；酸化滤液，K₂MnO₄转化为MnO₂和KMnO₄；再滤去沉淀MnO₂，浓缩结晶得到KMnO₄晶体．
请回答：
（5）用软锰矿制备K₂MnO₄的化学方程式是：

 

．
（6）K₂MnO₄转化为KMnO₄的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为

 

．KMnO₄、K₂MnO₄和MnO₂的氧化性由强到弱的顺序是

 

．（用“＞”“＜”或“=”表示）．

Answer 1

考点：氧化还原反应的计算,氧化还原反应

专题：氧化还原反应专题

分析：（1）①MnO₄^-+Cu₂S+H⁺→Cu²⁺+SO₂↑+Mn²⁺+H₂O中，Mn元素的化合价降低，而铜元素的化合价由+1升到+2价，硫元素的化合价由-2升到+4价，结合氧化还原反应基本概念及还原剂的还原性大于还原产物的还原性分析；
（2）由②MnO₄^-+CuS+H⁺→Cu²⁺+SO₂↑+Mn²⁺+H₂O中，锰元素化合价由+7降到+2，硫元素化合价由-2升到+4，根据得失电子守恒分析；
（3）由H₂O₂-2e^-═2H⁺+O₂↑可知，当有1 mol H₂O₂参加此反应，转移电子个数为2N_A；
（4）方程式可改写成：2KMnO₄+5H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂↑+8H₂O和2H₂O₂═2H₂O+O₂↑的加和形式，所以被1 mol KMnO₄氧化的H₂O₂是2.5 mol；
（5）由反应物及生成物、结合电子守恒、原子守恒可得到化学反应；
（6）K₂MnO₄转化为KMnO₄的反应中K₂MnO₄→2KMnO₄+MnO₂，Mn元素的化合价既升高又降低，氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性．

解答： 解：I：（1）a．铜元素的化合价由+1升到+2价，硫元素的化合价由-2升到+4价，均被氧化，故a正确；
b．设氧化剂的物质的量为x，还原剂的物质的量为y，则5x=（2+6）y，

x

y

=

8

5

，故b正确；
c．根据b项，当生成5 mol SO₂时，转移电子40 mol，所以当有0.1 mol SO₂生成时，转移电子0.8 mol，故c正确；
d．根据方程式，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，则还原性Cu₂S＞Mn²⁺，故d错误；
故答案为：d；
（2）由②可得，锰元素化合价由+7降到+2，硫元素化合价由-2升到+4，根据得失电子守恒得：6MnO₄^-+5CuS+…，故答案为：6；5；
Ⅱ：（3）由H₂O₂-2e^-═2H⁺+O₂↑可知，当有1 mol H₂O₂参加此反应，转移电子个数为2N_A，则当有0.5 mol H₂O₂参加此反应，转移电子个数为N_A或6.02×10²³，
故答案为：N_A或6.02×10²³；
（4）方程式可改写成：2KMnO₄+5H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂↑+8H₂O和2H₂O₂═2H₂O+O₂↑的加和形式，由2KMnO₄+5H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂↑+8H₂O可知，被1 mol KMnO₄氧化的H₂O₂是2.5 mol，故答案为：2.5；
Ⅲ：（5）反应物为KOH、KClO₃、MnO₂，生成物为K₂MnO₄（锰酸钾）和KCl、水，由电子及原子守恒可知该反应为6KOH+KClO₃+3MnO₂

高温  .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，
故答案为：6KOH+KClO₃+3MnO₂

高温  .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
（6）K₂MnO₄转化为KMnO₄的反应中K₂MnO₄→2KMnO₄+MnO₂，Mn元素的化合价由+6价升高为+7价，Mn元素的化合价由+6价降低为+4价，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：2，由氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可知氧化性为KMnO₄＞K₂MnO₄＞MnO₂，
故答案为：1：2；KMnO₄＞K₂MnO₄＞MnO₂．

点评：本题考查氧化还原反应及计算，为高频考点，把握反应中元素的化合价变化为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意守恒法应用，题目难度不大．