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例題精講 · 第 00624 題 · 計量數寫錯,濃度就差五倍

以自編示意酸性高錳酸鉀滴定 Fe²⁺ 為材料,現算消耗量、Fe²⁺ 濃度與誤按 1:1 的結果,訓練氧化還原計量數與終點誤差,並回代。

00624題號全 1000 篇 · 第 第104輪 / 第104冊 輪
方向化學·電化學與工藝流程六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

例題精講 · 化學電化學與工藝流程

一、考點定位與做題順序

氧化還原滴定的濃度全靠配平方程裡的計量數。酸性條件下 MnO₄⁻ 得 5 個電子變 Mn²⁺,Fe²⁺ 每個失 1 個電子,所以 1 : 5。漏了這個 5,算出來的待測濃度會整整差五倍。

自編示意:c(KMnO₄) = 0.0200 mol/L,滴定 25.00 mL Fe²⁺ 試液耗 20.00 mL。KMnO₄ 自身作指示劑,終點是微紅色保持不褪。濃度與體積均為自編示意數值,不代表真實實驗記錄。

二、逐題精講

題1

題1 寫出配平方程,求 n(MnO₄⁻)、n(Fe²⁺) 與 c(Fe²⁺)。

解析

配平:MnO₄⁻ + 5Fe²⁺ + 8H⁺ → Mn²⁺ + 5Fe³⁺ + 4H₂O。檢查電荷:左側 −1+10+8 = +17,右側 +2+15 = +17;原子數 Mn 1、O 4、H 8、Fe 5 兩側相等。

n(MnO₄⁻) = c·V = 0.0200×0.02000 = 0.00040000 mol;n(Fe²⁺) = 5×n(MnO₄⁻) = 0.0020000 mol。

c(Fe²⁺) = n(Fe²⁺)/Vs = 0.0020000/0.02500 = 0.0800 mol/L。回代核驗:0.0800×0.02500 = 0.0020000 mol = n(Fe²⁺),閉合。

答案 MnO₄⁻+5Fe²⁺+8H⁺→Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O;n(MnO₄⁻)=0.00040000 mol,n(Fe²⁺)=0.0020000 mol,c(Fe²⁺)=0.0800 mol/L

採分點 配平與電荷檢查 2 分;n(MnO₄⁻) 2 分;1:5 計量 2 分;c(Fe²⁺) 2 分;回代 1 分

易錯點 把計量數寫成 1:1;用 KMnO₄ 體積當 Fe²⁺ 體積

題2

題2 若誤按 1:1 計量,c 會變成多少?終點提前 1 滴(0.050 mL)帶來的相對誤差是多少?

解析

誤按 1:1:c′ = 0.0200×0.02000/0.02500 = 0.0160 mol/L。正確值 0.0800 / 誤值 0.0160 = 5.0,正好差 5 倍,來源就是漏掉的計量數 5。

終點提前 1 滴即少滴 0.050 mL,相對誤差 = 0.050/20.00 = 0.200%。這是體積讀數的相對誤差,不是濃度差五倍那種系統錯誤;前者靠規範操作縮小,後者靠配平方程消除。

回代核驗:0.0160×5 = 0.0800 = 0.0800;0.050/20.00×100 = 0.200%,兩式閉合。KMnO₄ 自指示不需另加指示劑,終點判斷本身也會帶來一滴量級的不確定度。

答案 誤按 1:1 得 0.0160 mol/L(差 5 倍);提前 1 滴相對誤差 0.200%

採分點 誤算 c′ 2 分;5 倍來源 2 分;一滴誤差 2 分;兩類誤差辨析 2 分;回代 1 分

易錯點 把 5 倍差說成終點誤差;把一滴誤差算成 5%

三、規律小結與對照表

項目正確誤算/偏差來源
計量比1:51:1漏係數 5
n(Fe²⁺)0.00200000.00040000×5
c(Fe²⁺)0.08000.0160差 5 倍
一滴誤差—0.200%體積讀數

小結:先配平再算濃度,1 個 MnO₄⁻ 對應 5 個 Fe²⁺。本例 c = 0.0800 mol/L,漏係數得 0.0160 mol/L 差 5 倍;提前一滴只有 0.200%,兩類誤差別混。數值均為自編示意。

四、自測清單

  • 能配平酸性高錳酸鉀與 Fe²⁺ 的方程
  • 會做電荷與原子數檢查
  • 能用 1:5 計量求待測濃度
  • 能算誤按 1:1 的後果
  • 能區分系統計量錯誤與一滴量級讀數誤差
  • 能回代 c×Vs=n 與一倍關係
編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(化學):化學平衡、晶體結構、動力學、電解與定量分析相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(化學科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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聯招化學·高錳酸鉀滴定:1 個 MnO₄⁻ 換 5 個 Fe²⁺
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