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

(1)2；10；8；5     ；2；1；8。

(2)碱；KMnO₄是强氧化剂，它会腐蚀乳胶管

(3)×100％；×100％。

(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＋10FeSO₄＋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：×100％。方法二：×1＝0.02000mol·L^-1×0.025L×5，m(Fe)＝0.140g，×100％＝×100％。

(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