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，反應(yīng)如下：
8MnO₄^-+5Cu₂S+44H⁺=10Cu²⁺+5SO₂+8Mn²⁺+22H₂O
6MnO₄^-+5CuS+28H⁺=5Cu²⁺+5SO₂+6Mn²⁺+14H₂O
反應(yīng)后煮沸溶液，趕盡SO₂，剩余的 KMnO₄恰好與350mL 0.1mol/L （NH₄）₂Fe（SO₄）₂ 溶液完全反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
（1）KMnO₄溶液與混合物反應(yīng)，消耗KMnO₄的物質(zhì)的量為

0.023

mol．
（2）欲配制500mL 0.1mol/L NH₄⁺ 溶液，需稱取 （NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O  （M=392g/mol）的質(zhì)量為

9.8

g．
（3）混合物中 Cu₂S的質(zhì)量分數(shù)為

40%．

．

Answer 1

分析：（1）先根據(jù)方程式MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O計算消耗的高錳酸鉀的物質(zhì)的量；高錳酸鉀的總物質(zhì)的量減去與（NH₄）₂Fe（SO₄）₂ 反應(yīng)的高錳酸鉀的物質(zhì)的量即為與混合溶液反應(yīng)消耗的高錳酸鉀的物質(zhì)的量；
（2）先根據(jù)銨根離子的物質(zhì)的量計算（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O  的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計算其質(zhì)量；
（3）根據(jù)金屬化合物的質(zhì)量和金屬化合物與高錳酸鉀反應(yīng)的高錳酸鉀的物質(zhì)的量列方程式組，計算出硫化亞銅的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分數(shù)計算方法計算即可．

解答：解：（1）設(shè)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(zhì)的量為0.400L×0.075mol/L=0.03mol，
所以KMnO₄溶液與混合物反應(yīng)，消耗KMnO₄的物質(zhì)的量為0.03mol-0.007mol=0.023mol，
故答案為：0.023mol；
（2）設(shè)（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O  的物質(zhì)的量為ymol，
（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O----2NH₄⁺
      1mol                 2mol
     ymol                 0.500L×0.1mol/L 
y=0.025，
所以其質(zhì)量為m=nM=0.025mol×392g/mol=9.8g；
故答案為：9.8g；
（3）設(shè)Cu₂S的物質(zhì)的量為mmol，CuS的物質(zhì)的量為nmol，
8MnO₄^-+44H⁺+5Cu₂S=10Cu²⁺+5SO₂+8Mn²⁺+22H₂O
8           5

8m

5

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

6n

5

mol     nmol
所以列方程組為：

160mg+96ng=2g  8m 5 mol+ 6n 5 mol=0.023 mol

m=0.005 n=0.0125

所以Cu₂S的質(zhì)量為0.8g，CuS的質(zhì)量為1.2g，
Cu₂S的質(zhì)量分數(shù)為

0.8g

2g

×100%=40%，
故答案為：40%．

點評：本題考查了離子方程式的有關(guān)計算，難度較大，易錯題是（2），注意銨根離子和（NH₄）₂Fe（SO₄）₂ 的關(guān)系式，根據(jù)銨根離子計算（NH₄）₂Fe（SO₄）₂ 的質(zhì)量．