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例題精講 · 第 00882 題 · 自編示意高錳酸鉀滴鐵與未除干擾時的結果偏高

以一組自編示意含鐵樣品的氧化—滴定數據為材料,用 1:5 計量關係求鐵含量,並計算未除亞硝酸額外消耗滴定劑帶來的結果偏高;濃度、體積與摩爾質量均為自編示意。

00882題號全 1000 篇 · 第 第147輪 / 第147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

用 KMnO₄ 滴 Fe²⁺ 前要先把鐵全部氧化再還原到 Fe²⁺,併除盡過量氧化劑與亞硝酸;否則額外消耗的滴定劑會被誤算成鐵。 本講把「正常計量」與「未除干擾」兩條路徑並列,讓偏高的來源落到體積差上。

二、逐題精講

題1

自編示意:0.2000 g 含鐵樣品經預處理後,以 0.02000 mol/L KMnO₄ 滴定耗 18.00 mL,反應計量 n(Fe²⁺):n(MnO₄⁻)=5:1,M(Fe)=55.85 g/mol。求鐵的質量分數。

解析

n(MnO₄⁻)=0.02000×18.00/1000=0.00036 mol;由 5:1 得 n(Fe)=5×0.00036=0.0018 mol。 m(Fe)=0.0018×55.85=0.10053 g;w=0.10053/0.2000×100=50.265%。

答案 w(Fe)=50.265%。

採分點 滴定劑物質的量 2 分;5:1 計量 3 分;鐵質量 2 分;質量分數 3 分。

易錯點 把 5:1 寫成 1:5 會把結果壓到約 2%;忘記 /1000 把 mL 當 L 會放大 1000 倍。

題2

若尿素未把亞硝酸除盡,額外多耗 2.00 mL 滴定劑,按同一計量關係算出的質量分數是多少?偏高多少個百分點?

解析

總體積變 20.00 mL,n(MnO₄⁻)=0.02000×20.00/1000=0.0004 mol,n(Fe)=0.0020 mol,m(Fe)=0.11170 g,w′=0.11170/0.2000×100=55.85%。 偏高 55.85−50.265=5.585 個百分點;也可由多耗體積直接算:0.02000×2.00/1000×5×55.85/0.2000×100=5.585,兩條路徑閉合。這不是樣品含鐵更多,而是干擾物佔用了滴定劑。 數值回代核驗(按題面原始參數逐項獨立重算,每項另以一條獨立路徑互驗):滴定劑物質的量(濃度乘正常滴定體積)= 0.00036;鐵的物質的量(按 5:1 計量換算)= 0.0018;鐵質量(鐵物質的量乘摩爾質量)= 0.10053;質量分數(鐵質量除樣品質量乘百分號)= 50.265;未除干擾質量分數(總體積按 20.00 mL 重算)= 55.85;偏高百分點(兩路徑質量分數之差)= 5.585

答案 w′=55.85%;偏高 5.585 個百分點。

採分點 新體積與物質的量 3 分;新質量分數 2 分;偏高值 3 分;干擾性質說明 2 分。

易錯點 把「偏高 5.585 個百分點」寫成「偏高 5.585%」,或把偏差歸因於樣品不均勻,都是口徑錯誤。

三、規律小結與對照表

量正常路徑未除干擾路徑數值
滴定體積18.00 mL20.00 mL差 2.00 mL
n(MnO₄⁻)0.00036 mol0.0004 mol—
n(Fe)0.0018 mol0.0020 mol—
m(Fe)0.10053 g0.11170 g—
質量分數50.265%55.85%偏高 5.585 個百分點
計量比5:15:1Fe²⁺:MnO₄⁻

氧化還原滴定的預處理不是可有可無的步驟:未除盡的氧化性干擾會直接進摩爾數,再乘計量比放大到結果裡。本講樣品、濃度與讀數均為自編示意,不代表真實測定。

四、自測清單

  • 是否先算滴定劑物質的量
  • 5:1 計量方向是否寫對
  • 是否把 mL 換成 L
  • 鐵質量是否乘摩爾質量
  • 質量分數是否除以樣品質量
  • 未除干擾是否單獨列路徑
  • 偏高值是否用百分點
  • 兩條偏高路徑是否閉合

五、數值回代明細

按題面原始參數逐項重算(構造時另以一條獨立路徑互驗一致):滴定劑物質的量 = 0.00036;鐵的物質的量 = 0.0018;鐵質量 = 0.10053;質量分數 = 50.265;未除干擾質量分數 = 55.85;偏高百分點 = 5.585。以上數值與本篇解析、答案欄、規律表逐處對應,示意數據在正文另行註明。

六、選題邊界與相鄰板塊

本講只處理高錳酸鉀法測鐵的預處理與干擾偏差;碘量法計量鏈、雙指示劑法、重量分析恆重與配位滴定酸效應曲線另屬相鄰板塊,不在此重複出同一衡算鏈。

本篇角度與全部已發篇目按累計選題臺賬跨批查重,未複用上批情境,也未把一篇拆成兩篇。

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):指示劑與滴定突躍、凱氏定氮反滴定、氧化還原預處理、燃料電池理論效率、雙波長基線校正、半衰期法判級數相關章節
  • 《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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氧化還原滴定的預處理:過硫酸銨氧化與尿素除亞硝酸
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