Question

【題目】氧化還原反應是一類重要的反應，在工農業生產、日常生活中都有廣泛的用途。

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

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

①上述反應產物Cu2HgI4中，Cu元素顯________價。

②以上反應中的氧化劑為________，當有1 mol CuI參與反應時，轉移電子________mol。

③標明上述反應電子轉移的方向和數目______________________________。

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

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

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

根據上述反應原理，某學習小組用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。

①配平KMnO4與(NH4)2Fe(SO4)2反應的離子方程式：

______MnO4－＋______Fe2＋＋______H＋＝______Mn2＋＋______Fe3＋＋______H2O。

②KMnO4溶液與固體混合物反應后，剩余KMnO4的物質的量為________mol。

Answer 1

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

【解析】

（1）化合價升高的元素被氧化，氧化劑被還原得到還原產物；

（2）①根據化合物中正負價代數和為0解答；

②所含元素化合價降低的物質是氧化劑，根據Cu和Hg元素的化合價變化計算轉移電子的物質的量；

③根據Cu和Hg元素的化合價變化分析電子轉移情況；

（3）①根據Mn、Fe元素的化合價變化結合電子得失守恒解答；

②根據方程式計算。

（1）反應2KNO3＋3C＋S＝K2S＋N2↑＋3CO2↑中碳元素化合價升高，因此被氧化的元素是C。氮元素和硫元素化合價降低，被還原，所以還原產物是K2S和N2。

（2）①Cu2HgI4中Hg是+2價，I是－1價，根據正負價代數和為0可知Cu元素顯+1價。

②根據方程式可知CuI中銅元素化合價從+1價降低到0價，得到1個電子，所以反應中的氧化劑為CuI。根據方程式可知4molCuI參加反應轉移2mol電子，則當有1 mol CuI參與反應時，轉移電子0.5mol。

③反應中Hg元素化合價從0價升高到+2價，失去2個電子，則上述反應電子轉移的方向和數目可表示為。

（3）①反應中Mn元素化合價從+7價降低到+2價，得到5個電子，Fe元素化合價從+2價升高到3價，失去1個電子，根據電子得失守恒、原子守恒和電荷守恒可知反應的方程式為MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O；

②反應中消耗亞鐵離子的物質的量是0.35L×0.1mol/L＝0.035mol，根據反應方程式MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O可知剩余高錳酸鉀是0.035mol÷5＝0.007mol。