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580　mL（標準狀況）；
方案二：將

a

10

g鐵片完全溶解于過量稀硫酸中，將反應后得到的溶液用0.02000　mol?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）：

2

KMnO₄+

10

FeSO₄+

8

H₂SO₄=

5

Fe₂（SO₄）₃+

2

MnSO₄+

1

K₂SO₄+

8

H₂O
（2）在滴定實驗中不能選擇

堿

式滴定管，理由是

KMnO₄是強氧化劑，它會腐蝕乳膠管

；
（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

1.45

a

和

1.40

a

；（鐵的相對原子質量以55.9計）
（4）高錳酸鉀是化學中常用強氧化劑．在實驗室中可用下式配制少量高錳酸鉀溶液：

2

Mn²⁺+

5

NaBiO₃+

14

H⁺=

2

MnO₄^-+

5

Bi³⁺+

5

Na⁺+

7

H₂O
1）、配平系數
2）、根據以上信息，下列各組離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）根據氧化還原反應遵循電子守恒和質量守恒配平化學方程式；
（2）根據高錳酸鉀的強氧化性和乳膠管的易腐蝕性選擇滴定管；
（3）根據方程式計算；
（4）根據離子方程式遵循電荷守恒、電子守恒和質量守恒進行配平；如離子能發生氧化還原反應、復分解反應、相互促進的水解反應則不能大量共存．

解答：解：（1）Mn由+7價降為+2價，Fe由+2價升為+3價，利用化合價升降法容易配平，2KMnO₄～10FeSO₄，根據質量守恒完成整個方程式，
故答案為：2、10、8、5、2、1、8；
（2）考查酸式滴定管、堿式滴定管的特點及使用條件，由于KMnO₄具有強氧化性，會對乳膠管有腐蝕性．所以，用KMnO₄溶液滴定時，選用酸式滴定管，
故答案為：堿；KMnO₄是強氧化劑，它會腐蝕乳膠管；
（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

故答案為：

1.45

a

；

1.40

a

；
（4）1）根據化合價的變化，Mn由+2價升為+7價，Bi由+5價降為+2價，利用化合價升降法容易配平，2Mn²⁺～5NaBiO₃，再根據電荷守恒和質量守恒配平，
應為2Mn²⁺+5NaBiO₃+14H⁺=2MnO₄^-+5Bi³⁺+5Na⁺+7H₂O，故答案為：2、5、14、2、5、5、7； 
2）A、在酸性條件下MnO₄^- 離子氧化Cl^-離子而不能大量共存，故A錯誤；
B、在酸性條件下BiO₃^-離子氧化Cl^-離子而不能大量共存，故B錯誤；
C、D中離子之間不反應，能大量共存，
故答案為：AB．

點評：考查學生對實驗原理的理解、實驗操作的掌握、有關實驗的計算、實驗方案的評價等方面的能力，本題既是一道立足基礎實驗操作的試題，又是一道實驗評價的試題，還是一道開放型試題．本題學科特色明顯，難度不大，但對分析問題的能力要求較高．考查的知識在書中或在題內，但學生的學習、思維可以延伸到題外．可以說，本題彰顯了新的課程理念，利于培養學生自學和深入思考的習慣．