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：______，MnO＋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）氧化還原反應反應中，氧化劑中元素的化合價降低，發生還原反應，對應產物為還原產物；還原劑中元素化合價升高，發生氧化反應，對應產物為氧化產物；據以上分析解答。

（2）反應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；該反應共轉移2e-電子，據此標出電子轉移的方向和數目，并根據2e--4CuI關系進行計算；

（3）①根據氧化還原反應中電子守恒、電荷守恒、原子守恒進行配平；

②設與(NH4)2Fe(SO4)2反應消耗高錳酸鉀xmol，根據反應MnO4-＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O列方程進行計算。

(1)本反應中，氮元素的化合價由＋5價變為0價，硫元素的化合價由0價變為－2價，碳元素的化合價由0價變為＋4價，被氧化的元素是C。氧化劑是KNO3和S，氧化產物是CO2，還原產物是K2S和N2。

綜上所述，本題答案是：C，K2S和N2。

(2)①I元素的負價只有－1價，Cu在化合物中只有＋1、＋2價，再由化學式中各元素正負化合價代數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4CuI＋Hg===Cu2HgI4＋2Cu中，銅元素由+1價降到0價，發生還原反應，所以氧化劑為CuI；每4mol CuI參加反應轉移電子2 mol，即當有1molCuI參加反應時，轉移電子0.5 mol。

綜上所述，本題答案是：CuI，0.5。

③反應4CuI＋Hg===Cu2HgI4＋2Cu中，1molHg參加反應轉移電子2mol，所以該反應電子轉移的方向和數目如下：；

綜上所述，本題答案是：。

(3)①反應中Mn元素的化合價由＋7降低到＋2，Fe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，離子反應為MnO4-＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。

綜上所述，本題答案是：1　5　8　1　5　4。

②設與(NH4)2Fe(SO4)2反應消耗高錳酸鉀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后剩余KMnO4的物質的量為0.007 mol。

綜上所述，本題答案是：0.007。