Question

為測試一鐵片中鐵元素的含量，某課外活動小組提出下面兩種方案并進行了實驗（以下數據為多次平行實驗測定結果的平均值）：

方案一：將a g鐵片完全溶解于過量稀硫酸中，測得生成氫氣的體積為580mL（標準狀況）；

方案二：將 g鐵片完全溶解于過量稀硫酸中，將反應后得到的溶液用0.02000mol·L^-1

的KMnO₄溶液滴定，達到終點時消耗了25.00mL KMnO₄溶液。

請回答下列問題：

(1）配平下面的化學方程式（將有關的化學計量數填入答題卡的橫線上）：

□KMnO₄+□FeSO₄+□H₂SO₄=□Fe₂(SO₄)₃+□MnSO₄+□K₂SO₄+□H₂O

(2)在滴定實驗中不能選擇　　　　　　　式滴定管，理由是　　　　　　　　　；

(3)根據方案一和方案二測定的結果計算，鐵片中鐵的質量分數依次為　　　　　　和

　　　　　　；（鐵的相對原子質量以55.9計）

(4）若排除實驗儀器和操作的影響因素，試對上述兩種方案測定結果的準確性做出判斷和分析。

①方案一　　　　　(填“準確”“不準確”“不一定準確”），理由是　　　　　　　；

②方案二　　　　　(填“準確”“不準確”“不一定準確”），理由是　　　　　　　。

Answer 1

(1)2；10；8；5     ；2；1；8。

(2)堿；KMnO₄是強氧化劑，它會腐蝕乳膠管

(3)×100％；×100％。

(4)①不一定準確。如果鐵片中存在與稀硫酸反應并能生成氫氣的其他金屬，會導致結果偏高；鐵片中存在與稀硫酸反應而溶解、但不產生氫氣的鐵的氧化物，會導致結果偏低；如果上述情況均不存在，則結果準確。

②不一定準確。如果鐵片中存在與稀硫酸反應而溶解的其他金屬，生成的金屬離子在酸性溶液中能被高錳酸鉀氧化，會導致結果偏高；如果鐵片中存在與稀硫酸反應而溶解的鐵的氧化物，生成的Fe3+離子在酸性溶液中不能被高錳酸鉀氧化，會導致結果偏低；如果上述情況均不存在，則結果準確。

注：本小題屬于開放性試題，若考生回答“準確”或“不準確”且理由合理，可酌性給分。例如：考生回答

方案一準確，因為鐵片中不存在能與稀硫酸反應并能生成氫氣的其他金屬，也不存在鐵的氧化物

方案一不準確，如果鐵片中存在與稀硫酸反應生成氫氣的其他金屬，會導致結果偏高；如果存在與稀硫酸反應而溶解、但不產生氫氣的鐵的氧化物，會導致結果偏低

方案二準確，鐵片溶于稀硫酸后，除Fe²⁺外，其他可能存在的金屬離子在酸性溶液中均不能被高錳酸鉀氧化，也不存在氧化鐵

方案二不準確，如果鐵片中存在與稀硫酸反應而溶解的其他金屬，生成的金屬離子在酸性溶液中能被高錳酸鉀氧化，會導致結果偏高；如果存在與稀硫酸反應而溶解的鐵的氧化物，千百萬的Fe³⁺離子在酸性溶液中不能被高錳酸鉀氧化，會導致結果偏低

解析:

（1）Mn：＋7→＋2，改變數為5，Fe：＋2→＋3，改變數為2，根據化合價升降的總數相等，所以在Fe₂(SO₄)₃前配5，MnSO₄強配2，然后在根據方程式兩邊的原子個數相等配平其它元素的原子。配平后的化學方程式為：2KMnO₄＋10FeSO₄＋8H₂SO₄===5Fe₂(SO₄)₃＋2MnSO₄＋K₂SO₄＋8H₂O。

     (2）不能選用堿式滴定管，因為堿式滴定管的下端有一段橡皮管，以被酸性的KMnO₄氧化而被腐蝕。

     (3）由電子守恒得：方法一：×2＝×2，m(Fe)＝1.45g，Fe的質量分數為：×100％。方法二：×1＝0.02000mol·L^-1×0.025L×5，m(Fe)＝0.140g，×100％＝×100％。

(4）①不一定準確。如果鐵片中存在與稀硫酸反應并能生成氫氣的其他金屬，會導致結果偏高；鐵片中存在與稀硫酸反應而溶解、但不產生氫氣的鐵的氧化物，會導致結果偏低；如果上述情況均不存在，則結果準確。

②不一定準確。如果鐵片中存在與稀硫酸反應而溶解的其他金屬，生成的金屬離子在酸性溶液中能被高錳酸鉀氧化，會導致結果偏高；如果鐵片中存在與稀硫酸反應而溶解的鐵的氧化物，生成的Fe3+離子在酸性溶液中不能被高錳酸鉀氧化，會導致結果偏低；如果上述情況均不存在，則結果準確