Question

為測(cè)試一鐵片中鐵元素的含量，某課外活動(dòng)小組提出下面兩種方案并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)（以下數(shù)據(jù)為多次平行實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果的平均值）：
方案一：將a g鐵片完全溶解于過(guò)量稀硫酸中，測(cè)得生成氫氣的體積為580　mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）；
方案二：將

a

10

g鐵片完全溶解于過(guò)量稀硫酸中，將反應(yīng)后得到的溶液用0.02000　mol?L^-1的KMnO₄溶液滴定，達(dá)到終點(diǎn)時(shí)消耗了25.00mL KMnO₄溶液．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）配平下面的化學(xué)方程式（將有關(guān)的化學(xué)計(jì)量數(shù)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(shí)驗(yàn)中不能選擇

堿

式滴定管，理由是

KMnO₄是強(qiáng)氧化劑，它會(huì)腐蝕乳膠管

；
（3）根據(jù)方案一和方案二測(cè)定的結(jié)果計(jì)算，鐵片中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次為

1.45

a

和

1.40

a

；（鐵的相對(duì)原子質(zhì)量以55.9計(jì)）
（4）高錳酸鉀是化學(xué)中常用強(qiáng)氧化劑．在實(shí)驗(yàn)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(shù)
2）、根據(jù)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(jù)氧化還原反應(yīng)遵循電子守恒和質(zhì)量守恒配平化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)高錳酸鉀的強(qiáng)氧化性和乳膠管的易腐蝕性選擇滴定管；
（3）根據(jù)方程式計(jì)算；
（4）根據(jù)離子方程式遵循電荷守恒、電子守恒和質(zhì)量守恒進(jìn)行配平；如離子能發(fā)生氧化還原反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、相互促進(jìn)的水解反應(yīng)則不能大量共存．

解答：解：（1）Mn由+7價(jià)降為+2價(jià)，F(xiàn)e由+2價(jià)升為+3價(jià)，利用化合價(jià)升降法容易配平，2KMnO₄～10FeSO₄，根據(jù)質(zhì)量守恒完成整個(gè)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(diǎn)及使用條件，由于KMnO₄具有強(qiáng)氧化性，會(huì)對(duì)乳膠管有腐蝕性．所以，用KMnO₄溶液滴定時(shí)，選用酸式滴定管，
故答案為：堿；KMnO₄是強(qiáng)氧化劑，它會(huì)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(jù)化合價(jià)的變化，Mn由+2價(jià)升為+7價(jià)，Bi由+5價(jià)降為+2價(jià)，利用化合價(jià)升降法容易配平，2Mn²⁺～5NaBiO₃，再根據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒配平，
應(yīng)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(cuò)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(cuò)誤；
C、D中離子之間不反應(yīng)，能大量共存，
故答案為：AB．

點(diǎn)評(píng)：考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)操作的掌握、有關(guān)實(shí)驗(yàn)的計(jì)算、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)等方面的能力，本題既是一道立足基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作的試題，又是一道實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的試題，還是一道開(kāi)放型試題．本題學(xué)科特色明顯，難度不大，但對(duì)分析問(wèn)題的能力要求較高．考查的知識(shí)在書(shū)中或在題內(nèi)，但學(xué)生的學(xué)習(xí)、思維可以延伸到題外．可以說(shuō)，本題彰顯了新的課程理念，利于培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和深入思考的習(xí)慣．