Question

【題目】氧化還原反應(yīng)是一類重要的反應(yīng)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活中都有廣泛的用途。

(1)火藥是中國的“四大發(fā)明”之一，永遠(yuǎn)值得炎黃子孫驕傲。黑火藥在發(fā)生爆炸時，發(fā)生如下反應(yīng)：2KNO3＋3C＋S=K2S＋N2↑＋3CO2↑。其中被氧化的元素是____________，還原產(chǎn)物是____________。

(2)實驗室為監(jiān)測空氣中汞蒸氣的含量，往往懸掛涂有CuI的濾紙，根據(jù)濾紙是否變色或顏色發(fā)生變化所用去的時間來判斷空氣中的含汞量，其反應(yīng)為4CuI＋Hg=Cu2HgI4＋2Cu。

①上述反應(yīng)產(chǎn)物Cu2HgI4中，Cu元素顯________價。

②以上反應(yīng)中的氧化劑為________，當(dāng)有1 mol CuI參與反應(yīng)時，轉(zhuǎn)移電子________mol。

③標(biāo)明上述反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。____________________________。

(3)工業(yè)上常用酸性高錳酸鉀溶液處理含有CuS和Cu2S的礦物，其反應(yīng)原理如下：

8MnO4—＋5Cu2S＋44H＋=10Cu2＋＋5SO2↑＋8Mn2＋＋22H2O

6MnO4—＋5CuS＋28H＋=5Cu2＋＋5SO2↑＋6Mn2＋＋14H2O

根據(jù)上述反應(yīng)原理，某學(xué)習(xí)小組用400 mL 0.075 mol·L－1的酸性高錳酸鉀溶液處理2 g含有CuS和Cu2S的混合物。反應(yīng)后煮沸溶液，趕盡SO2，剩余的KMnO4恰好與350 mL 0.1 mol·L－1的(NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反應(yīng)。

①配平KMnO4與(NH4)2Fe(SO4)2反應(yīng)的離子方程式：______，MnO＋Fe2＋＋H＋=Mn2＋＋Fe3＋＋H2O

②KMnO4溶液與固體混合物反應(yīng)后，剩余KMnO4的物質(zhì)的量為________ mol。

Answer 1

【答案】C K2S和N2 ＋1 CuI 0.5 1　5　8　1　5　4 0.007

【解析】

（1）氧化還原反應(yīng)反應(yīng)中，氧化劑中元素的化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，對應(yīng)產(chǎn)物為還原產(chǎn)物；還原劑中元素化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，對應(yīng)產(chǎn)物為氧化產(chǎn)物；據(jù)以上分析解答。

（2）反應(yīng)4CuI＋Hg=Cu2HgI4＋2Cu中，銅元素的化合價由+1價降到0價，所以CuI做氧化劑；汞元素的化合價由0價升高到+2價，汞做還原劑；該反應(yīng)共轉(zhuǎn)移2e-電子，據(jù)此標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，并根據(jù)2e--4CuI關(guān)系進(jìn)行計算；

（3）①根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子守恒、電荷守恒、原子守恒進(jìn)行配平；

②設(shè)與(NH4)2Fe(SO4)2反應(yīng)消耗高錳酸鉀xmol，根據(jù)反應(yīng)MnO4-＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O列方程進(jìn)行計算。

(1)本反應(yīng)中，氮元素的化合價由＋5價變?yōu)?價，硫元素的化合價由0價變?yōu)椋?價，碳元素的化合價由0價變?yōu)椋?價，被氧化的元素是C。氧化劑是KNO3和S，氧化產(chǎn)物是CO2，還原產(chǎn)物是K2S和N2。

綜上所述，本題答案是：C，K2S和N2。

(2)①I元素的負(fù)價只有－1價，Cu在化合物中只有＋1、＋2價，再由化學(xué)式中各元素正負(fù)化合價代數(shù)和等于零確定各元素的化合價，由此可確定Cu2HgI4中Cu為＋1價，Hg為＋2價。

綜上所述，本題答案是：＋1。

②反應(yīng)4CuI＋Hg===Cu2HgI4＋2Cu中，銅元素由+1價降到0價，發(fā)生還原反應(yīng)，所以氧化劑為CuI；每4mol CuI參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子2 mol，即當(dāng)有1molCuI參加反應(yīng)時，轉(zhuǎn)移電子0.5 mol。

綜上所述，本題答案是：CuI，0.5。

③反應(yīng)4CuI＋Hg===Cu2HgI4＋2Cu中，1molHg參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子2mol，所以該反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目如下：；

綜上所述，本題答案是：。

(3)①反應(yīng)中Mn元素的化合價由＋7降低到＋2，F(xiàn)e元素的化合價由＋2升高到＋3，由電子守恒、電荷守恒、原子守恒可知，離子反應(yīng)為MnO4-＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。

綜上所述，本題答案是：1　5　8　1　5　4。

②設(shè)與(NH4)2Fe(SO4)2反應(yīng)消耗高錳酸鉀xmol，則

MnO4-＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O

1mol 5mol

xmol 0.350L×0.1mol·L－1

所以x＝0.007，即與固體混合物反應(yīng)后剩余KMnO4的物質(zhì)的量為0.007 mol。

綜上所述，本題答案是：0.007。