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580　mL（标准状况）；
方案二：将

a

10

g铁片完全溶解于过量稀硫酸中，将反应后得到的溶液用0.02000　mol?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）：

2

KMnO₄+

10

FeSO₄+

8

H₂SO₄=

5

Fe₂（SO₄）₃+

2

MnSO₄+

1

K₂SO₄+

8

H₂O
（2）在滴定实验中不能选择

碱

式滴定管，理由是

KMnO₄是强氧化剂，它会腐蚀乳胶管

；
（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

1.45

a

和

1.40

a

；（铁的相对原子质量以55.9计）
（4）高锰酸钾是化学中常用强氧化剂．在实验室中可用下式配制少量高锰酸钾溶液：

2

Mn²⁺+

5

NaBiO₃+

14

H⁺=

2

MnO₄^-+

5

Bi³⁺+

5

Na⁺+

7

H₂O
1）、配平系数
2）、根据以上信息，下列各组离子在溶液中不能大量共存的是

AB

A．Na⁺、K⁺、H⁺、Cl^-、NO₃^-、MnO₄^-       B．Na⁺、K⁺、H⁺、SO₄^2-、BiO₃^-、Cl^-
C．Na⁺、Al³⁺、H⁺、NO₃^-、SO₄^2-、MnO₄^-    D．Na⁺、K⁺、Mn²⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Cl^-．

Answer 1

分析：（1）根据氧化还原反应遵循电子守恒和质量守恒配平化学方程式；
（2）根据高锰酸钾的强氧化性和乳胶管的易腐蚀性选择滴定管；
（3）根据方程式计算；
（4）根据离子方程式遵循电荷守恒、电子守恒和质量守恒进行配平；如离子能发生氧化还原反应、复分解反应、相互促进的水解反应则不能大量共存．

解答：解：（1）Mn由+7价降为+2价，Fe由+2价升为+3价，利用化合价升降法容易配平，2KMnO₄～10FeSO₄，根据质量守恒完成整个方程式，
故答案为：2、10、8、5、2、1、8；
（2）考查酸式滴定管、碱式滴定管的特点及使用条件，由于KMnO₄具有强氧化性，会对乳胶管有腐蚀性．所以，用KMnO₄溶液滴定时，选用酸式滴定管，
故答案为：碱；KMnO₄是强氧化剂，它会腐蚀乳胶管；
（3）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑      　
    55.9g　　　　　 22.4L
　  ag×ω₁　　　　580×10^-3L
ω₁=

55.9g×580×10-3L

ag×22.4L

=

1.45

a

　　2KMnO₄+8H₂SO₄+10FeSO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O+5Fe₂（SO₄）₃
　　 2mol　　　　　　　　　　　　　　　　　　10×56g
　0.02000mol?L^-1×25.00×10^-3L　　　　　　　

a

10

g×ω₂
ω₂=

0.02000mol?L-1×25.00×10-3L×10×56g

a 10 g×2mol

=

1.40

a

故答案为：

1.45

a

；

1.40

a

；
（4）1）根据化合价的变化，Mn由+2价升为+7价，Bi由+5价降为+2价，利用化合价升降法容易配平，2Mn²⁺～5NaBiO₃，再根据电荷守恒和质量守恒配平，
应为2Mn²⁺+5NaBiO₃+14H⁺=2MnO₄^-+5Bi³⁺+5Na⁺+7H₂O，故答案为：2、5、14、2、5、5、7； 
2）A、在酸性条件下MnO₄^- 离子氧化Cl^-离子而不能大量共存，故A错误；
B、在酸性条件下BiO₃^-离子氧化Cl^-离子而不能大量共存，故B错误；
C、D中离子之间不反应，能大量共存，
故答案为：AB．

点评：考查学生对实验原理的理解、实验操作的掌握、有关实验的计算、实验方案的评价等方面的能力，本题既是一道立足基础实验操作的试题，又是一道实验评价的试题，还是一道开放型试题．本题学科特色明显，难度不大，但对分析问题的能力要求较高．考查的知识在书中或在题内，但学生的学习、思维可以延伸到题外．可以说，本题彰显了新的课程理念，利于培养学生自学和深入思考的习惯．