Question

1．在氧化還原反應(yīng)中，氧化過程和還原過程是同時發(fā)生的兩個半反應(yīng)．Cu₂O-2e^-+2H⁺═2Cu²⁺+H₂O是一個半反應(yīng)式．下列五種物質(zhì)FeSO₄、Fe₂（SO₄）₃、CuSO₄、Na₂CO₃、KI中的一種能使上述半反應(yīng)順利發(fā)生．
（1）寫出并配平該反應(yīng)的離子方程式：Cu₂O+2H⁺+2Fe³⁺=2Cu²⁺+H₂O+2Fe²⁺．
（2）向（1）中反應(yīng)后的溶液里加入酸性高錳酸鉀溶液，得還原產(chǎn)物Mn²⁺（無色），反應(yīng)的離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．判斷Cu²⁺、MnO₄^-、Fe³⁺的氧化性由強到弱的順序是MnO₄^-、Fe³⁺、Cu²⁺ （用離子符號表示）．
（3）某同學(xué)用上述原理測定一種含Cu₂O的礦石中Cu₂O的質(zhì)量分數(shù)：
稱量5.0g礦石溶于足量的硫酸鐵和硫酸的混合溶液中，充分反應(yīng)后，用酸性高錳酸鉀溶液滴定，消耗0.100 0mol•L^-1的高錳酸鉀溶液的體積為100.00mL．
①滴定時，滴定終點的顏色為無色變?yōu)樽霞t色，30秒內(nèi)不褪色．
②該同學(xué)測得礦石樣品中Cu₂O的質(zhì)量分數(shù)為72%．
③下列情況使測定結(jié)果一定偏高的是BD．
A．開始和終點都是仰視讀數(shù)         B．沒有用待裝液潤洗滴定管
C．稱量時，砝碼與樣品放反了       D．樣品中含有較強還原性雜質(zhì)
E．高錳酸鉀溶液中含有N0₃^-         F．用酸性高錳酸鉀溶液潤洗錐形瓶．

Answer 1

分析 （1）要使Cu₂O-2e^-+2H ⁺═2Cu²⁺+H₂O能夠發(fā)生反應(yīng)，則需要加入氧化劑，氧化劑在反應(yīng)中得電子化合價降低，F(xiàn)eSO₄、Fe₂（SO₄）₃、CuSO₄、Na₂CO₃、KI中能氧化+2價銅的為Fe₂（SO₄）₃，得電子化合價降低的反應(yīng)物是氧化劑、失電子化合價升高的反應(yīng)物是還原劑，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子配平方程式；
（2）二價鐵離子具有還原性能夠還原酸性的高錳酸鉀，依據(jù)氧化還原反應(yīng)強弱規(guī)律：氧化劑氧化性大于氧化產(chǎn)物氧化性解答；
（3）①高錳酸根離子為紫紅色，未達到滴定終點時，被還原為無色，當達到滴定終點時，無色變?yōu)樽霞t色，30秒內(nèi)不褪色據(jù)此解答；
②依據(jù)方程式：2Fe³⁺+Cu₂O+2H⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺+H₂O、5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O中高錳酸鉀和氧化亞銅之間的關(guān)系式計算解答；
③該實驗為氧化還原反應(yīng)滴定，依據(jù)方程式高錳酸鉀與氧化亞銅的關(guān)系可知消耗高錳酸鉀體積越大，氧化亞銅質(zhì)量分數(shù)越大，反正越小，所以分析滴定過程中使用高錳酸鉀溶液的體積偏大還是偏小即可解答．

解答 解：（1）反應(yīng)Cu₂O-2e^-+2H⁺═2Cu²⁺+H₂O中失電子，所以另一個半反應(yīng)中得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)提供的物質(zhì)知，硫酸鐵作氧化劑得電子生成硫酸亞鐵，所以該反應(yīng)的離子方程式為：Cu₂O+2H⁺+2Fe³⁺=2Cu²⁺+H₂O+2Fe²⁺，故答案為：Cu₂O+2H⁺+2Fe³⁺=2Cu²⁺+H₂O+2Fe²⁺；
（2）亞鐵離子有還原性，酸性條件下高錳酸根離子有強氧化性，所以二價亞鐵離子和高錳酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵離子和二價錳離子，離子方程式為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5 Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，該反應(yīng)中高錳酸根離子的氧化性大于鐵離子的氧化性，反應(yīng)Cu₂O+2H⁺+Fe³⁺=2Cu²⁺+H₂O+Fe²⁺中鐵離子氧化性大于銅離子，所以Cu²⁺、MnO₄^-、Fe³⁺的氧化性由強到弱的順序MnO₄^-、Fe³⁺、Cu²⁺．
故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5 Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；MnO₄^-、Fe³⁺、Cu²⁺；
（3）①高錳酸根離子為紫紅色，未達到滴定終點時，被還原為無色，當達到滴定終點時，無色變?yōu)樽霞t色，30秒內(nèi)不褪色；
故答案為：無色變?yōu)樽霞t色，30秒內(nèi)不褪色；
②設(shè)氧化亞銅的物質(zhì)的量為xmol，依據(jù)方程式：2Fe³⁺+Cu₂O+2H⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺+H₂O、5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O可知：
  5Cu₂O～2 MnO₄^-
 5        2
 x           0.1mol/L×0.1L 
解得x=0.025mol，則氧化亞銅的質(zhì)量=0.025mol×144g/mol=3.6g，
所以氧化亞銅的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{3.6g}{5.0g}$×100%=72%，
故答案為：72%；
③A．開始和終點都是仰視讀數(shù)，開始和終點都是仰視讀數(shù)，消耗高錳酸鉀溶液的體積不變，所測結(jié)果不變，故A不選；
B．沒有用待裝液潤洗滴定管，導(dǎo)致消耗高錳酸鉀溶液體積偏大，結(jié)果偏大，故B選；
C．稱量時，砝碼與樣品放反了，游碼未動，藥品質(zhì)量和砝碼質(zhì)量相等，結(jié)果不變，故C不選；
D．樣品中含有較強還原性雜質(zhì)，導(dǎo)致消耗的高錳酸鉀溶液體積偏大，結(jié)果偏大，故D選；
E．高錳酸鉀溶液中含有N0₃^- 硝酸根具有強的氧化性，能夠氧化二甲鐵離子，導(dǎo)致消耗的高錳酸鉀溶液的體積偏小，結(jié)果偏小，故E不選；
F．用酸性高錳酸鉀溶液潤洗錐形瓶，導(dǎo)致消耗的酸性高錳酸鉀的體積偏小，結(jié)果偏小，故F不選；
故選：BD．

點評 本題考查了氧化還原反應(yīng)方程式書寫、氧化性強弱判斷、氧化還原反應(yīng)滴定及有關(guān)方程式計算，題目難度中等，熟悉氧化還原反應(yīng)規(guī)律、滴定實驗原理，準確找出高錳酸鉀與氧化亞銅之間的關(guān)系是解題關(guān)鍵，注意滴定誤差分析的方法．