Question

高錳酸鉀是一種典型的強(qiáng)氧化劑．
（1）在用KMnO₄酸性溶液處理Cu₂S（硫化亞銅）和FeS₂（二硫化亞鐵）的混合物時，發(fā)生的反應(yīng)如下：
I．MnO₄^-+Cu₂S+H⁺→Cu²⁺+SO₄^2-+Mn²⁺+H₂O（沒配平）
II．MnO₄^-+FeS₂+H⁺→Fe³⁺+SO₄^2-+Mn²⁺+H₂O（沒配平）
①下列關(guān)于反應(yīng)I的說法中正確的是

 

A．MnO₄^-是氧化劑，Cu₂S既是氧化劑又是還原劑
B．氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為5：8
C．每生成1molSO₄^2-，反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為10mol
②若反應(yīng)I和反應(yīng)II中消耗KMnO₄的物質(zhì)的量相同，則反應(yīng)I和反應(yīng)II中消耗的還原劑的物質(zhì)的量之比為

 

．
（2）高錳酸鉀、雙氧水、活性炭常用于飲用水的處理，但三者在聯(lián)合使用時必須有先后順序．
①在稀硫酸中，KMnO₄和H₂O₂能發(fā)生氧化還原反應(yīng)：
氧化反應(yīng)：H₂O₂-2e^-→2H⁺+O₂↑
還原反應(yīng)：MnO₄^-+5e^-+8H⁺→Mn²⁺+4H₂O
寫出該氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

，該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物為

 

．實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加入的少量KMnO₄完全反應(yīng)后，H₂O₂仍能發(fā)生反應(yīng)迅速放出氣體．其可能的原因是：

 

．
②在處理飲用水時，活性炭應(yīng)在高錳酸鉀反應(yīng)結(jié)束后投加，否則會發(fā)生反應(yīng)：KMnO₄+C+H₂O→MnO₂+X+K₂CO₃（未配平），其中X的化學(xué)式為

 

．當(dāng)有1mol X生成時，反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子

 

mol．
（3）工業(yè)上可用綠色K₂MnO₄來制取KMnO₄．在K₂MnO₄溶液中滴加稀硫酸，K₂MnO₄發(fā)生歧化反應(yīng)，生成KMnO₄和MnO₂，寫出該反應(yīng)的離子方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計算,氧化還原反應(yīng)

專題：

分析：（1）①A．根據(jù)化合價的變化判斷氧化還原反應(yīng)的相關(guān)概念；
B．根據(jù)氧化劑和還原劑之間得失電子相等計算判斷；
C．每生成1molSO₄^2-，參加反應(yīng)Cu₂S為1mol，結(jié)合化合價變化計算轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量；
②根據(jù)化合價的變化計算還原劑的物質(zhì)的量之比；
（2）①得失電子數(shù)目相等時，氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)相加合可得反應(yīng)的化學(xué)方程式；通過氧化反應(yīng)得到產(chǎn)物為氧化產(chǎn)物；H₂O₂仍能發(fā)生反應(yīng)放出氣體，在Mn²⁺的催化作用下分解生成氧氣；
②根據(jù)氧化還原法配平KMn0₄、C的系數(shù)，再根據(jù)元素守恒確定X的化學(xué)式；計算參加反應(yīng)KMnO₄的物質(zhì)的量，根據(jù)Mn元素化合價變化計算轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量；
（3）酸性條件下，K₂MnO₄發(fā)生歧化反應(yīng)生成KMnO₄和MnO₂，同時生成水，配平書寫離子方程式．

解答： 解：（1）①M(fèi)nO₄^-+Cu₂S+H⁺→Cu²⁺+SO₂↑+Mn²⁺+H₂O中，Mn元素的化合價降低，Cu、S元素的化合價升高，
A．Cu和S元素的化合價都升高，被氧化，則Cu₂S為還原劑，故A錯誤；
B．Mn元素化合價降低5價，Cu₂S化合價共升高2×（2-1）+（6+2）=10，則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為10：5=2：1，故B錯誤；
C．每生成1mol SO₄²ˉ，參加反應(yīng)Cu₂S為1mol，Cu₂S化合價共升高2×（2-1）+（6+2）=10，反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為10mol，故C正確，
故答案為：C；
②若反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ中消耗的KMnO₄的物質(zhì)的量相同，則1molKMnO₄得到5mol電子，Cu₂S化合價共升高2×（2-1）+（6+2）=10，應(yīng)氧化0.5molCu₂S，
FeS₂化合價共升高1+2×（6+1）=15，則可氧化

5mol

15

=

1

3

molFeS₂，則則反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ中消耗的還原劑的物質(zhì)的量之比為0.5mol：

1

3

mol=3：2，
故答案為：3：2；
（2）①氧化還原反應(yīng)中氧化劑和還原劑之間得失電子數(shù)目相等，得失電子相當(dāng)時氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)相加得到氧化還原反應(yīng)為：5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂↑+8H₂O，反應(yīng)中氧元素發(fā)生氧化反應(yīng)生成O₂，故O₂是氧化產(chǎn)物，H₂O₂仍能發(fā)生反應(yīng)放出氣體，在Mn²⁺的催化作用下分解生成氧氣，
故答案為：5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂↑+8H₂O；O₂；還原產(chǎn)物Mn²⁺催化H₂O₂分解生成氧氣；
②反應(yīng)中KMnO₄→Mn0₂，Mn元素化合價由+7價降低為+4價，共降低變化3價，C→

+4

C

，C元素化合價由0價升高為+4價，共升高4價，化合價升降最小公倍數(shù)為12，故KMnO₄系數(shù)為4，C的系數(shù)為3，由C、K的原子數(shù)目關(guān)系可知K₂CO₃系數(shù)為1，故X含有+4價的C原子、且C原子與K原子之比為1：1，故X為KHCO₃，X的系數(shù)為2，生成1molKHCO₃，參加反應(yīng)的KMnO₄為2mol，轉(zhuǎn)移電子為2mol×5=10mol，
故答案為：KHCO₃；10；
（3）在K₂MnO₄溶液中滴加稀硫酸，K₂MnO₄發(fā)生歧化反應(yīng)，生成KMnO₄和MnO₂，該反應(yīng)的離子方程式為3MnO₄^2-+4H⁺=2MnO₄^-+MnO₂+2H₂O，
故答案為：3MnO₄^2-+4H⁺=2MnO₄^-+MnO₂+2H₂O．

點(diǎn)評：本題考查氧化還原反應(yīng)的相關(guān)計算、基本概念等，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計算能力的考查，難度中等，注意從元素化合價的變化以及氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)目相等的角度解答該題．