Question

20．高锰酸钾是一种典型的强氧化剂．完成下列填空：
I：在用KMnO₄酸性溶液处理Cu₂S和CuS的混合物时，发生的反应如下：
①MnO₄^-+Cu₂S+H⁺→Cu²⁺+SO₂↑+Mn²⁺+H₂O（未配平）
②MnO₄^-+CuS+H⁺→Cu²⁺+SO₂↑+Mn²⁺+H₂O（未配平）
（1）下列关于反应①的说法中错误的是d（填字母序号）．
a．被氧化的元素是Cu和S
b．氧化剂与还原剂的物质的量之比为8：5
c．生成2.24L（标况下）SO₂，转移电子的物质的量是0.8mol
d．还原性的强弱关系是：Mn²⁺＞Cu₂S
（2）标出反应②中电子转移的方向和数目：
Ⅱ．在稀硫酸中，MnO₄^-和H₂O₂也能发生氧化还原反应
氧化反应：H₂O₂-2e^-→2H⁺+O₂↑
还原反应：MnO₄^-+5e^-+8H⁺→Mn²⁺+4H₂O
（3）反应中若有0.5mol H₂O₂参加此反应，转移电子的个数为N_A．由上述反应得出的物质氧化性强弱的结论是MnO₄^-＞H₂O₂（填写化学式）．
（4）已知：2KMnO₄+7H₂O₂+3H₂SO₄→K₂SO₄+2MnSO₄+6O₂↑+10H₂O，则被1molKMnO₄氧化的H₂O₂是2.5 mol．

Answer 1

分析 （1）根据化合价的变化判断氧化还原反应的相关概念，根据氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子的物质的量相等计算转移电子的物质的量，在氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性；
（2）反应中还原剂失电子被氧化，氧化剂得电子被还原，得失电子数目相等；
（3）根据化合价的变化计算转移电子的物质的量，氧化剂的氧化性大于还原剂的氧化性；
（4）根据氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子的物质的量相等计算．

解答 解：（1）a．反应中铜元素化合价从+1价升高到+2价，硫元素化合价从-2价升高到+4价，化合价升高的元素被氧化，所以被氧化的元素有S、Cu，故a正确；
b．锰元素化合价降低，从+7价降低为+2价，Cu₂S元素化合价都升高做还原剂，1molMnO₄^-得到5mol电子，反应中铜元素化合价从+1价升高到+2价，硫元素化合价从-2价升高到+4价，1molCu₂S失去8mol电子，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为8：5，故b正确；
c．生成2.24LL（标况下）SO₂时，物质的量为0.1mol；反应的Cu₂S物质的量为0.1mol，反应中转移电子的物质的量是：
Cu⁺～Cu²⁺～e^-；      S^2-～SO₂～6e^-；
1         1         1        6
0.2mol   0.2mol    0.1mol   0.6mol 
所以电子转移共0.8mol，故c正确；
d．氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，则还原性的强弱关系是：Mn²⁺＜Cu₂S，故d错误．
故选d；
（2）反应②中Mn元素化合价降低，从+7价降低为+2价，1molMnO₄^-得到5mol电子，CuS中硫元素化合价从-2价升高到+4价，1molCuS失去6mol电子，则二者物质的量之比为6：5，转移电子数目为5×6=30，可表示为，故答案为：；
（3）由H₂O₂-2e→2H⁺+O₂↑可知，反应中若有0.5mol H₂O₂参加此反应，转移电子的个数为0.5×2×N_A=N_A，在反应中
MnO₄^-为氧化剂，H₂O₂为还原剂，则氧化性MnO₄^-＞H₂O₂，
故答案为：N_A；MnO₄^-；H₂O₂；
（4）反应2KMnO₄+7H₂O₂+3H₂SO₄→K₂SO₄+2MnSO₄+6O₂↑+10H₂O中，2molKMnO₄可氧化5molH₂O₂，生成的6molO₂中，有5mol为H₂O₂被氧化生成，有1mol为H₂O₂自身发生氧化还原反应生成，则1mol KMnO₄氧化的H₂O₂是2.5mol，故答案为：2.5．

点评 本题综合考查氧化还原反应，题目侧重于氧化还原反应的配平、计算以及氧化性、还原性的比较，易错点为（4），题目难度中等．