Question

13．在氧化還原反應(yīng)中，氧化過(guò)程和還原過(guò)程是同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)半反應(yīng)．
Cu₂O-2e^-+2H⁺═2Cu²⁺+H₂O是一個(gè)半反應(yīng)式．下列五種物質(zhì)FeSO₄、Fe₂（SO₄）₃、CuSO₄、Na₂CO₃、KI中的一種能使上述半反應(yīng)順利發(fā)生．
（1）寫(xiě)出并配平該反應(yīng)的離子方程式：Cu₂O+2H⁺+2Fe³⁺=2Cu²⁺+H₂O+2Fe²⁺
（2）向（1）中反應(yīng)后的溶液里加入酸性高錳酸鉀溶液，得還原產(chǎn)物Mn²⁺（無(wú)色），反應(yīng)的離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5 Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
判斷Cu²⁺、MnO₄^-、Fe³⁺的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是MnO₄^-、Fe³⁺、Cu²⁺ （用離子符號(hào)表示）
（3）某同學(xué)用上述原理測(cè)定一種含Cu₂O的礦石中Cu₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：稱量5.0g礦石溶于足量的硫酸鐵和硫酸的混合溶液中，充分反應(yīng)后，用酸性高錳酸鉀溶液滴定，消耗0.100 0mol•L^-1的高錳酸鉀溶液的體積為100.00mL．
①滴定時(shí)，滴定終點(diǎn)的顏色為_(kāi)無(wú)色變?yōu)樽霞t色，30秒內(nèi)不褪色
②該同學(xué)測(cè)得礦石樣品中Cu₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72%
③下列情況使測(cè)定結(jié)果一定偏高的是BD
A．開(kāi)始和終點(diǎn)都是仰視讀數(shù)           B．沒(méi)有用待裝液潤(rùn)洗滴定管
C．稱量時(shí)，砝碼與樣品放反了         D．樣品中含有較強(qiáng)還原性雜質(zhì)
E．高錳酸鉀溶液中含有NO₃^-           F．用酸性高錳酸鉀溶液潤(rùn)洗錐形瓶．

Answer 1

分析 （1）要使Cu₂O-2e^-+2H ⁺═2Cu²⁺+H₂O能夠發(fā)生反應(yīng)，則需要加入氧化劑，氧化劑在反應(yīng)中得電子化合價(jià)降低，F(xiàn)eSO₄、Fe₂（SO₄）₃、CuSO₄、Na₂CO₃、KI中能氧化+2價(jià)銅的為Fe₂（SO₄）₃，得電子化合價(jià)降低的反應(yīng)物是氧化劑、失電子化合價(jià)升高的反應(yīng)物是還原劑，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子配平方程式；
（2）二價(jià)鐵離子具有還原性能夠還原酸性的高錳酸鉀，依據(jù)氧化還原反應(yīng)強(qiáng)弱規(guī)律：氧化劑氧化性大于氧化產(chǎn)物氧化性解答；
（3）①高錳酸根離子為紫紅色，未達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，被還原為無(wú)色，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，無(wú)色變?yōu)樽霞t色，30秒內(nèi)不褪色據(jù)此解答；
②依據(jù)方程式：2Fe³⁺+Cu₂O+2H⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺+H₂O、5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O中高錳酸鉀和氧化亞銅之間的關(guān)系式計(jì)算解答；
③該實(shí)驗(yàn)為氧化還原反應(yīng)滴定，依據(jù)方程式高錳酸鉀與氧化亞銅的關(guān)系可知消耗高錳酸鉀體積越大，氧化亞銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，反正越小，所以分析滴定過(guò)程中使用高錳酸鉀溶液的體積偏大還是偏小即可解答．

解答 解：（1）反應(yīng)Cu₂O-2e^-+2H⁺═2Cu²⁺+H₂O中失電子，所以另一個(gè)半反應(yīng)中得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)提供的物質(zhì)知，硫酸鐵作氧化劑得電子生成硫酸亞鐵，所以該反應(yīng)的離子方程式為：Cu₂O+2H⁺+2Fe³⁺=2Cu²⁺+H₂O+2Fe²⁺，故答案為：Cu₂O+2H⁺+2Fe³⁺=2Cu²⁺+H₂O+2Fe²⁺；
（2）亞鐵離子有還原性，酸性條件下高錳酸根離子有強(qiáng)氧化性，所以二價(jià)亞鐵離子和高錳酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵離子和二價(jià)錳離子，離子方程式為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5 Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，該反應(yīng)中高錳酸根離子的氧化性大于鐵離子的氧化性，反應(yīng)Cu₂O+2H⁺+Fe³⁺=2Cu²⁺+H₂O+Fe²⁺中鐵離子氧化性大于銅離子，所以Cu²⁺、MnO₄^-、Fe³⁺的氧化性由強(qiáng)到弱的順序MnO₄^-、Fe³⁺、Cu²⁺．
故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5 Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；MnO₄^-、Fe³⁺、Cu²⁺；
（3）①高錳酸根離子為紫紅色，未達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，被還原為無(wú)色，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，無(wú)色變?yōu)樽霞t色，30秒內(nèi)不褪色；
故答案為：無(wú)色變?yōu)樽霞t色，30秒內(nèi)不褪色；
②設(shè)氧化亞銅的物質(zhì)的量為xmol，依據(jù)方程式：2Fe³⁺+Cu₂O+2H⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺+H₂O、5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O可知：
5Cu₂O～2 MnO₄^-
5 2
x 0.1mol/L×0.1L
解得x=0.025mol，則氧化亞銅的質(zhì)量=0.025mol×144g/mol=3.6g，
所以氧化亞銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{3.6g}{5.0g}$×100%=72%，
故答案為：72%；
③A．開(kāi)始和終點(diǎn)都是仰視讀數(shù)，開(kāi)始和終點(diǎn)都是仰視讀數(shù)，消耗高錳酸鉀溶液的體積不變，所測(cè)結(jié)果不變，故A不選；
B．沒(méi)有用待裝液潤(rùn)洗滴定管，導(dǎo)致消耗高錳酸鉀溶液體積偏大，結(jié)果偏大，故B選；
C．稱量時(shí)，砝碼與樣品放反了，游碼未動(dòng)，藥品質(zhì)量和砝碼質(zhì)量相等，結(jié)果不變，故C不選；
D．樣品中含有較強(qiáng)還原性雜質(zhì)，導(dǎo)致消耗的高錳酸鉀溶液體積偏大，結(jié)果偏大，故D選；
E．高錳酸鉀溶液中含有N0₃^- 硝酸根具有強(qiáng)的氧化性，能夠氧化二甲鐵離子，導(dǎo)致消耗的高錳酸鉀溶液的體積偏小，結(jié)果偏小，故E不選；
F．用酸性高錳酸鉀溶液潤(rùn)洗錐形瓶，導(dǎo)致消耗的酸性高錳酸鉀的體積偏小，結(jié)果偏小，故F不選；
故選：BD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氧化還原反應(yīng)方程式書(shū)寫(xiě)、氧化性強(qiáng)弱判斷、氧化還原反應(yīng)滴定及有關(guān)方程式計(jì)算，題目難度中等，熟悉氧化還原反應(yīng)規(guī)律、滴定實(shí)驗(yàn)原理，準(zhǔn)確找出高錳酸鉀與氧化亞銅之間的關(guān)系是解題關(guān)鍵，注意滴定誤差分析的方法．