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    5．某铁矿石样品的主要成分为铁的氧化物，还含有少量SiO2．某化学兴趣小组对该铁矿石中铁元素的价态及含量进行如下探究：
    （1）探究铁矿石中铁元素的价态
    ①提出假设：
    假设一：该铁矿石中铁元素的价态为+2；
    假设二：该铁矿石中铁元素的价态为+3；
    假设三：该铁矿石中铁元素的价态为+2和+3．
    ②设计实验方案：
    为了确定该铁矿石中铁元素的价态，甲同学设计了如下实验方案，请你利用限选试剂帮他完成该探究过程．限选试剂：1mol?L-1H2SO4溶液、3%双氧水溶液、2mol?L-1HNO3溶液、0.01mol?L-1高锰酸钾溶液、1mol?L-1NaOH溶液、0.1mol?L-1KI溶液、0.01mol?L-1KSCN溶液、蒸馏水．
    实验步骤预期现象及结论
    步骤1：取少量样品于试管中，滴加适量的1mol?L-1H2SO4溶液，加热溶解，得到A溶液
    步骤2：若高锰酸钾溶液紫红色褪去，则样品中含+2价的铁元素
    步骤3：若溶液变红色，则样品中含+3价的铁元素
    ③问题讨论：
    乙同学设计了如下实验方案：取少量样品于试管中，滴加适量的2mol?L-1HNO3溶液，加热溶解，得到B溶液，取少量B溶液于试管中，向其中滴加几滴0.01mol?L-1KSCN溶液，溶液变红色，说明该铁矿石中铁元素的价态为+3．你认为此结论错误（填“正确”或“错误”），其理由是稀硝酸具有强氧化性，能将样品中+2价的铁氧化为+3价的铁．
    （2）探究铁矿石中铁的含量
       将2.25g该铁矿石样品经一系列化学处理，制得铁元素全部为Fe2+的待测液250mL；现利用0.02mol?L-1酸性高锰酸钾溶液对铁矿石中铁元素的含量进行测定．
    ①取25.00mL待测液于锥形瓶中，用已配制的0.02mol?L-1酸性高锰酸钾溶液进行滴定，判断达到滴定终点的方法是滴加最后一滴酸性高锰酸钾溶液时，溶液由浅黄色突然变为红色，且半分钟内不再变为无色，即达到滴定终点．
    ②重复此滴定操作2～3次，平均消耗酸性高锰酸钾溶液21.50mL，则该铁矿石中铁元素的质量分数为53.5%．

    分析 （1）①铁的氧化物铁元素的价态为+2；+3；或+2和+3；
    ②检验亚铁离子，用高锰酸钾溶液，若高锰酸钾褪色，说明含有亚铁离子；检验铁离子用KSCN溶液，若变红色说明含有铁离子；
    ③稀硝酸具有强氧化性，不能利用硝酸溶解；
    （2）①KMnO4溶液呈紫色，自身可以作指示剂；
    ②根据反应5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O，可得出5Fe2+～MnO4-，消耗 MnO4-溶液体积为21.50mL时，求出反应的亚铁离子的物质的量，再求出250mL溶液中亚铁离子的物质的量和质量，再求质量分数．

    解答 解：（1）①铁的氧化物铁元素的价态为+2；+3；或+2和+3；假设三：该铁矿石中铁元素的价态为+2和+3，故答案为：该铁矿石中铁元素的价态为+2和+3；
    ②检验亚铁离子，用高锰酸钾溶液，另取2mLA溶液于试管中，用胶头滴管滴加1～2滴0.01mol•L-1KMnO4溶液，振荡试管，若高锰酸钾褪色，说明含有亚铁离子；检验铁离子用KSCN溶液，取2mLA溶液于试管中，用胶头滴管滴加1～2滴20%KSCN溶液，振荡试管，若溶液变红色说明含有铁离子；故答案为：

    实验步骤预期现象及结论
    步骤2：取少量步骤1中所得的A溶液于试管中，滴加几滴0.01mol?L-1高锰酸钾溶液，振荡高锰酸钾溶液紫红色褪去
    步骤3：取少量步骤1中所得的A溶液于试管中，滴加几滴0.01mol?L-1KSCN溶液，振荡溶液变红色
    ③稀硝酸具有强氧化性，不能利用硝酸溶解，稀硝酸能将样品中+2价铁元素氧化为+3价，则不合理，故答案为：错误；稀硝酸具有强氧化性，能将样品中+2价的铁氧化为+3价的铁；
    （2）①KMnO4溶液呈红色，Fe2+反应完毕，滴入最后一滴KMnO4溶液，紫色不褪去，说明滴定到终点，故答案为：滴加最后一滴酸性高锰酸钾溶液时，溶液由浅黄色突然变为红色，且半分钟内不再变为无色，即达到滴定终点；
    ②根据反应5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O，可得出5Fe2+～MnO4-，消耗 MnO4-溶液体积为21.50mL时，则MnO4-物质的量为：0.02mol/L×0.0215L=0.00043mol，铁矿石中铁元素的百分含量是：$\frac{0.00043mol×5×56g/mol×\frac{250}{25}}{2.25g}$×100%=53.5%，故答案为：53.5%．

    点评 本题考查了实验设计的基本原理和离子的检验方法、物质含量的测定实验方案设计，题目难度中等，侧重于考查学生的实验探究能力和计算能力，注意把握常见离子的检验方法．

    练习册系列答案
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    A．ClO3-，Cl-，K+B．ClO-，Cl-，H+
    C．NaClO，NaClO3，NaNO3D．NaClO，Na2SO4，NaCl

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    ①溴水  ②银氨溶液 ③石灰水  ④氯水  ⑤氢硫酸 ⑥NaOH溶液  ⑦FeSO4溶液 ⑧FeCl3溶液  ⑨CuSO4溶液  ⑩醋酸．
    A．②③④⑧⑨B．⑤⑦⑧⑨⑩C．②③④⑤⑦D．①⑥⑧

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    13．向含有amolAlCl3的溶液中加入含bmolKOH的溶液，生成沉淀的物质的量可能是（　　）
    （1）amol （2）bmol（3）$\frac{a}{3}$mol（4）$\frac{b}{3}$mol（5）0mol（6）（4a-b）mol．
    A．（1）（2）（4）（5）（6）B．（1）（3）（4）（5）（6）C．（1）（2）（3）（5）（6）D．只有（1）（3）（5）

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    a．它的邻位二元取代物只有一种 b．它的对位二元取代物只有一种
    c．分子中所有碳碳键的键长均相等 d．能发生取代反应和加成反应
    （4）C的二氯代物有3种结构．

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