Question

【題目】Ⅰ．已知某反應中反應物和生成物有：KMnO4、H2SO4、MnSO4、H2C2O4、K2SO4、H2O和一種未知物X。

(1)已知0.5 molH2C2O4在反應中失去1 mol電子生成X，則X的化學式為______________。

(2)將氧化劑和還原劑及配平的系數填入下列方框中，并用單線橋標出電子轉移的方向和數目。

___________________________

Ⅱ．工業廢水中含有大量的FeSO4、較多的Cu2+和少量的Na+。從工業廢水中回收硫酸亞鐵和金屬銅的工藝流程如圖所示。

(1)圖中操作①為______________；操作③為_______________________________。

(2)試劑X為______（填化學式），操作②涉及的離子反應方程式為___________________。

Answer 1

【答案】CO2 過濾 蒸發濃縮、冷卻結晶 Fe Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑

【解析】

Ⅰ．（1）已知0.5mol H2C2O4在反應中失去1mol電子生成X，碳元素化合價為x，KMnO4被還原為MnSO4，結合電子守恒計算分析碳元素化合價，2×[x-（+3）]×0.5mol=1，x=+4，則生成的X為CO2；

（2）高錳酸鉀有強氧化性，所以選高錳酸鉀作氧化劑，H2C2O4中C的化合價為+3價，CO2中C的化合價為+4價，要選擇失電子的物質作還原劑，所以選，H2C2O4作還原劑，由高錳酸鉀生成硫酸錳需硫酸參加反應，根據反應前后元素守恒，水在生成物中．

該反應中化合價的變化為：KMnO4→MnSO4，Mn元素由+7價→+2價，一個KMnO4分子得5個電子；H2C2O4→CO2，C元素由+3價→+4價，一個H2C2O4失去2個電子，所以得失電子的最小公倍數為10，所以KMnO4的計量數為2，H2C2O4的計量數為5，其它元素根據原子守恒配平。故反應為：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+10CO2↑+8H2O+K2SO4，用單線橋標出電子轉移的方向和數目為；

Ⅱ．工業廢水中含有大量的FeSO4、較多的Cu2+和少量的Na+，根據流程圖中可以知道，完成回收硫酸亞鐵和銅，先加過量鐵粉把銅置換出來，故試劑X為鐵粉；操作1是過濾，不溶性物質中由置換出的銅還有過量的鐵，加入硫酸，過濾即得到金屬銅和溶液2為FeSO4，與溶液1合并蒸發濃縮、冷卻結晶得到綠礬。

(1)圖中操作①為過濾；操作③為蒸發濃縮、冷卻結晶；

(2)試劑X為Fe，操作②涉及的離子反應方程式為Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑。