Question

高锰酸钾是一种典型的强氧化剂．
（1）在用KMnO₄酸性溶液处理Cu₂S（硫化亚铜）和FeS₂（二硫化亚铁）的混合物时，发生的反应如下：
I．MnO₄^-+Cu₂S+H⁺→Cu²⁺+SO₄^2-+Mn²⁺+H₂O（没配平）
II．MnO₄^-+FeS₂+H⁺→Fe³⁺+SO₄^2-+Mn²⁺+H₂O（没配平）
①下列关于反应I的说法中正确的是

 

A．MnO₄^-是氧化剂，Cu₂S既是氧化剂又是还原剂
B．氧化剂与还原剂物质的量之比为5：8
C．每生成1molSO₄^2-，反应转移电子物质的量为10mol
②若反应I和反应II中消耗KMnO₄的物质的量相同，则反应I和反应II中消耗的还原剂的物质的量之比为

 

．
（2）高锰酸钾、双氧水、活性炭常用于饮用水的处理，但三者在联合使用时必须有先后顺序．
①在稀硫酸中，KMnO₄和H₂O₂能发生氧化还原反应：
氧化反应：H₂O₂-2e^-→2H⁺+O₂↑
还原反应：MnO₄^-+5e^-+8H⁺→Mn²⁺+4H₂O
写出该氧化还原反应的化学方程式：

 

，该反应的氧化产物为

 

．实验中发现，当加入的少量KMnO₄完全反应后，H₂O₂仍能发生反应迅速放出气体．其可能的原因是：

 

．
②在处理饮用水时，活性炭应在高锰酸钾反应结束后投加，否则会发生反应：KMnO₄+C+H₂O→MnO₂+X+K₂CO₃（未配平），其中X的化学式为

 

．当有1mol X生成时，反应转移电子

 

mol．
（3）工业上可用绿色K₂MnO₄来制取KMnO₄．在K₂MnO₄溶液中滴加稀硫酸，K₂MnO₄发生歧化反应，生成KMnO₄和MnO₂，写出该反应的离子方程式

 

．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算,氧化还原反应

专题：

分析：（1）①A．根据化合价的变化判断氧化还原反应的相关概念；
B．根据氧化剂和还原剂之间得失电子相等计算判断；
C．每生成1molSO₄^2-，参加反应Cu₂S为1mol，结合化合价变化计算转移电子物质的量；
②根据化合价的变化计算还原剂的物质的量之比；
（2）①得失电子数目相等时，氧化反应与还原反应相加合可得反应的化学方程式；通过氧化反应得到产物为氧化产物；H₂O₂仍能发生反应放出气体，在Mn²⁺的催化作用下分解生成氧气；
②根据氧化还原法配平KMn0₄、C的系数，再根据元素守恒确定X的化学式；计算参加反应KMnO₄的物质的量，根据Mn元素化合价变化计算转移电子物质的量；
（3）酸性条件下，K₂MnO₄发生歧化反应生成KMnO₄和MnO₂，同时生成水，配平书写离子方程式．

解答： 解：（1）①MnO₄^-+Cu₂S+H⁺→Cu²⁺+SO₂↑+Mn²⁺+H₂O中，Mn元素的化合价降低，Cu、S元素的化合价升高，
A．Cu和S元素的化合价都升高，被氧化，则Cu₂S为还原剂，故A错误；
B．Mn元素化合价降低5价，Cu₂S化合价共升高2×（2-1）+（6+2）=10，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为10：5=2：1，故B错误；
C．每生成1mol SO₄²ˉ，参加反应Cu₂S为1mol，Cu₂S化合价共升高2×（2-1）+（6+2）=10，反应转移电子的物质的量为10mol，故C正确，
故答案为：C；
②若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的KMnO₄的物质的量相同，则1molKMnO₄得到5mol电子，Cu₂S化合价共升高2×（2-1）+（6+2）=10，应氧化0.5molCu₂S，
FeS₂化合价共升高1+2×（6+1）=15，则可氧化

5mol

15

=

1

3

molFeS₂，则则反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的还原剂的物质的量之比为0.5mol：

1

3

mol=3：2，
故答案为：3：2；
（2）①氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等，得失电子相当时氧化反应与还原反应相加得到氧化还原反应为：5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂↑+8H₂O，反应中氧元素发生氧化反应生成O₂，故O₂是氧化产物，H₂O₂仍能发生反应放出气体，在Mn²⁺的催化作用下分解生成氧气，
故答案为：5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂↑+8H₂O；O₂；还原产物Mn²⁺催化H₂O₂分解生成氧气；
②反应中KMnO₄→Mn0₂，Mn元素化合价由+7价降低为+4价，共降低变化3价，C→

+4

C

，C元素化合价由0价升高为+4价，共升高4价，化合价升降最小公倍数为12，故KMnO₄系数为4，C的系数为3，由C、K的原子数目关系可知K₂CO₃系数为1，故X含有+4价的C原子、且C原子与K原子之比为1：1，故X为KHCO₃，X的系数为2，生成1molKHCO₃，参加反应的KMnO₄为2mol，转移电子为2mol×5=10mol，
故答案为：KHCO₃；10；
（3）在K₂MnO₄溶液中滴加稀硫酸，K₂MnO₄发生歧化反应，生成KMnO₄和MnO₂，该反应的离子方程式为3MnO₄^2-+4H⁺=2MnO₄^-+MnO₂+2H₂O，
故答案为：3MnO₄^2-+4H⁺=2MnO₄^-+MnO₂+2H₂O．

点评：本题考查氧化还原反应的相关计算、基本概念等，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，难度中等，注意从元素化合价的变化以及氧化还原反应中得失电子数目相等的角度解答该题．