Question

为测试一铁片中铁元素的含量，某课外活动小组提出下面两种方案并进行了实验（以下数据为多次平行实验测定结果的平均值）：

方案一：将a g铁片完全溶解于过量稀硫酸中，测得生成氢气的体积为580mL（标准状况）；

方案二：将 g铁片完全溶解于过量稀硫酸中，将反应后得到的溶液用0.02000mol·L^-1

的KMnO₄溶液滴定，达到终点时消耗了25.00mL KMnO₄溶液。

请回答下列问题：

(1）配平下面的化学方程式（将有关的化学计量数填入答题卡的横线上）：

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

(2)在滴定实验中不能选择　　　　　　　式滴定管，理由是　　　　　　　　　；

(3)根据方案一和方案二测定的结果计算，铁片中铁的质量分数依次为　　　　　　和

　　　　　　；（铁的相对原子质量以55.9计）

(4）若排除实验仪器和操作的影响因素，试对上述两种方案测定结果的准确性做出判断和分析。

①方案一　　　　　(填“准确”“不准确”“不一定准确”），理由是　　　　　　　；

②方案二　　　　　(填“准确”“不准确”“不一定准确”），理由是　　　　　　　。

Answer 1

答案：(1)2；12；8；5    ；2；1；8。

(2)碱；KMnO₄是强氧化剂，它会腐蚀乳胶管

(3)×120％；×120％。

(4)①不一定准确。如果铁片中存在与稀硫酸反应并能生成氢气的其他金属，会导致结果偏高；铁片中存在与稀硫酸反应而溶解、但不产生氢气的铁的氧化物，会导致结果偏低；如果上述情况均不存在，则结果准确。

②不一定准确。如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其他金属，生成的金属离子在酸性溶液中能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏高；如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的铁的氧化物，生成的Fe³⁺离子在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏低；如果上述情况均不存在，则结果准确

注：本小题属于开放性试题，若考生回答“准确”或“不准确”且理由合理，可酌性给分。例如：考生回答

方案一准确，因为铁片中不存在能与稀硫酸反应并能生成氢气的其他金属，也不存在铁的氧化物

方案一不准确，如果铁片中存在与稀硫酸反应生成氢气的其他金属，会导致结果偏高；如果存在与稀硫酸反应而溶解、但不产生氢气的铁的氧化物，会导致结果偏低

方案二准确，铁片溶于稀硫酸后，除Fe²⁺外，其他可能存在的金属离子在酸性溶液中均不能被高锰酸钾氧化，也不存在氧化铁

方案二不准确，如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其他金属，生成的金属离子在酸性溶液中能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏高；如果存在与稀硫酸反应而溶解的铁的氧化物，千百万的Fe³⁺离子在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏低

【解析】（1）Mn：＋7→＋2，改变数为5，Fe：＋2→＋3，改变数为2，根据化合价升降的总数相等，所以在Fe₂(SO₄)₃前配5，MnSO₄强配2，然后在根据方程式两边的原子个数相等配平其它元素的原子。配平后的化学方程式为：2KMnO₄＋12FeSO₄＋8H₂SO₄₌₌₌5Fe₂(SO₄)₃＋2MnSO₄＋K₂SO₄＋8H₂O。

     (2）不能选用碱式滴定管，因为碱式滴定管的下端有一段橡皮管，以被酸性的kmno4氧化而被腐蚀。

     (3）由电子守恒得：方法一：×2＝×2，m(Fe)＝1.45g，Fe的质量分数为：×120％。方法二：×1＝0.02000mol·L^-1×0.025L×5，m(Fe)＝0.140g，×120％＝×120％。

(4）①不一定准确。如果铁片中存在与稀硫酸反应并能生成氢气的其他金属，会导致结果偏高；铁片中存在与稀硫酸反应而溶解、但不产生氢气的铁的氧化物，会导致结果偏低；如果上述情况均不存在，则结果准确。

②不一定准确。如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其他金属，生成的金属离子在酸性溶液中能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏高；如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的铁的氧化物，生成的Fe³⁺离子在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏低；如果上述情况均不存在，则结果准确

【考点分析】纵观近几年高考命题的发展趋势，氧化还原反应除主要考查基本概念外，出现了将氧化还原反应方程式的配平与相关的分析推断相综合的趋势，以及信息迁移、探讨新问题情景的研究题。因此解题时，应注重将氧化还原反应的相关化学知识，按内在联系抽象归纳，逻辑地统摄成规律，并按此规律进行推理和想象。