Question

2g Cu₂S和CuS的混合物在酸性溶液中用400mL 0.075mol/L KMnO₄溶液處理，發生反應如下：
8MnO4-+5Cu₂S+44H⁺═10Cu²⁺+5SO₂↑+8Mn²⁺+22H₂O
6MnO4-+5CuS+28H⁺═5Cu²⁺+5SO₂↑+6Mn²⁺+14H₂O
反應后煮沸溶液，趕盡SO₂，剩余的KMnO₄恰好與350mL0.1mol/L（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液完全反應．
（1）配平KMnO₄與（NH₄）₂Fe（SO₄）₂反應的離子方程式：

1

MnO₄^-+

5

Fe²⁺+

8

H⁺═

1

Mn²⁺+

5

Fe³⁺

4

H₂O
（2）KMnO₄溶液與混合物反應后，剩余KMnO₄的物質的量為

0.023

mol．
（3）混合物中Cu₂S的質量分數為

40%

．

Answer 1

分析：（1）根據化合價升降法配平即可；
（2）先根據方程式MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O計算消耗的高錳酸鉀的物質的量；高錳酸鉀的總物質的量減去與（NH₄）₂Fe（SO₄）₂ 反應的高錳酸鉀的物質的量即為與混合溶液反應消耗的高錳酸鉀的物質的量；
（3）根據金屬化合物的質量和金屬化合物與高錳酸鉀反應的高錳酸鉀的物質的量列方程式組，計算出硫化亞銅的質量，再根據質量分數計算方法計算即可．

解答：解：（1）Mn元素的化合價由+7降到+2，降低5價；Fe元素的化合價由+2升高到+3價，升高1價，最小公倍數為5；再根據質量守恒得到H₂O的系數為4，H⁺的系數為8．
故答案為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（2）設消耗高錳酸鉀xmol，
MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
1mol  5mol
xmol  0.350L×0.1mol/L  
所以x=0.007，高錳酸鉀的總物質的量為0.400L×0.075mol/L=0.03mol，所以KMnO₄溶液與混合物反應，消耗KMnO₄的物質的量為0.03mol-0.007mol=0.023mol，
故答案為：0.023mol；
（3）設CuS、Cu₂S的物質的量分別為x、y
8MnO₄^-+5Cu₂S+44H⁺═10Cu²⁺+5SO₂+8Mn²⁺+22H₂O
 

8

5

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

6x

5

      x
則96x+160y=2g，

6

5

x+

8

5

y=0.023mol
解之得：x=0.0125mol  y=0.005mol，所以Cu₂S的質量為0.8g，CuS的質量為1.2g，Cu₂S的質量分數為

0.8g

1.2g

×100%=40%．
故答案為：40%．

點評：本題考查了離子方程式的有關計算，氧化還原反應的配平，難度較大，易錯題是（2）．