Question

2g Cu₂S和CuS的固体混合物在酸性溶液中用400mL 0.075mol?L^-1KMnO₄溶液处理，发生如下反应：8Mn

O

- 4

+5Cu2S+44H+═10Cu2++5SO2↑+8Mn2++22H2O
6Mn

O

- 4

+5CuS+28H+═5Cu2++5SO2↑+6Mn2++14H2O
反应后煮沸溶液，赶尽SO₂，剩余的KMnO₄溶液恰好与350mL 0.1mol?L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液完全反应．
（1）配平KMnO₄溶液与（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液反应的离子方程式：

1

MnO

- 4

+

5

Fe²⁺+

8

H⁺═

1

Mn²⁺+

5

Fe³⁺+

4

H₂O
（2）KMnO₄溶液与固体混合物反应后，剩余KMnO₄的物质的量为

0.023

mol．
（3）欲配制500mL含Fe²⁺的物质的量浓度为0.1mol?L^-1的溶液，需称取（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O（M=392g?mol^-1）的质量为

9.8g

．
（4）混合物中Cu₂S的质量分数为

40%

．

Answer 1

分析：（1）根据化合价升降法配平即可．（2）先根据方程式MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O计算消耗的高锰酸钾的物质的量；高锰酸钾的总物质的量减去与（NH₄）₂Fe（SO₄）₂ 反应的高锰酸钾的物质的量即为与混合溶液反应消耗的高锰酸钾的物质的量；
（3）先根据铵根离子的物质的量计算（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O  的物质的量，再根据m=nM计算其质量；
（4）根据金属化合物的质量和金属化合物与高锰酸钾反应的高锰酸钾的物质的量列方程式组，计算出硫化亚铜的质量，再根据质量分数计算方法计算即可．

解答：解：（1）Mn元素的化合价由+7降到+2，降低5价；Fe元素的化合价由+2升高到+3价，升高1价，最小公倍数为5；再根据质量守恒得到H₂O的系数为4，H⁺的系数为8．
故答案为：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（2）设消耗高锰酸钾xmol，
MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
1mol  5mol
xmol  0.350L×0.1mol/L  
所以x=0.007，
高锰酸钾的总物质的量为0.400L×0.075mol/L=0.03mol，
所以KMnO₄溶液与混合物反应，消耗KMnO₄的物质的量为0.03mol-0.007mol=0.023mol，
故答案为：0.023mol；
（3）设（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O  的物质的量为ymol，
（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O----2NH₄⁺
      1mol                 2mol
     ymol                 0.500L×0.1mol/L 
y=0.025，
所以其质量为m=nM=0.025mol×392g/mol=9.8g；
故答案为：9.8g；
（4）设CuS、Cu₂S的物质的量分别为x、y
8MnO₄^-+5Cu₂S+44H⁺=10Cu²⁺+5SO₂+8Mn²⁺+22H₂O

8

5

y       y
6MnO₄^-+5CuS+28H⁺=5Cu²⁺+5SO₂+6Mn²⁺+14H₂O

6

5

x      x
则

96x+160y=2g 6 5 x+ 8 5 y=0.023mol

   解之得：x=0.0125mol  y=0.005mol
所以Cu₂S的质量为0.8g，CuS的质量为1.2g，
Cu₂S的质量分数为

0.8g

1.2g

×100%=40%
故答案为：40%．

点评：本题考查了离子方程式的有关计算，氧化还原反应的配平，难度较大，易错题是（2），注意铵根离子和（NH₄）₂Fe（SO₄）₂ 的关系式，根据铵根离子计算（NH₄）₂Fe（SO₄）₂ 的质量．