某种矿石中铁元素以氧化物FemOn形式存在，现进行如下实验：将少量铁矿石样品粉碎，称取25.0g样品于烧杯中，加入稀H2SO4充分溶解，

题文

某种矿石中铁元素以氧化物Fe_mO_n形式存在（矿石中杂质不与酸反应），现进行如下实验：将少量铁矿石样品粉碎，称取25.0g样品于烧杯中，加入稀H₂SO₄充分溶解，并不断加热、搅拌，滤去不溶物．向所得滤液中加入10.0g铜粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体3.6g．剩下滤液用浓度为2mol-L^-1的酸性KMnO₄滴定，至终点时消耗KMnO₄溶液体积25.0mL．
①配平：______H⁺+______MnOO-4+______Fe²⁺═______Mn²⁺+______Fe³⁺+______H₂O
②计算该铁矿石中铁元素的质量分数；
③计算氧化物Fe_mO_n的化学式（m、n为正整数）．（请写出计算过程）

题型：未知 难度：其他题型

答案

①锰元素化合价由MnO₄^-中+7价降低为Mn²⁺中+2价，铁元素化合价由+2价升高为+3价，化合价升降的最小公倍数为5，所以MnO₄^-系数为1，Fe²⁺系数为5，根据原子守恒可知Mn²⁺系数为1，Fe³⁺系数为5，根据氧原子守恒可知H₂O系数为4，根据氢原子守恒确定H⁺系数为8，离子方程式为8H⁺+1MnO₄^-+5Fe²⁺═1Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．
故答案为：8、1、5、1、5、4．
②参加反应的MnO₄^-的物质的量为2mol?L^-1×0.025L=0.05mol，根据离子方程式可知n（Fe²⁺）=5n（MnO₄^-）=5×0.05mol=
0.25mol，根据元素守恒，氧化物中铁元素的质量等于Fe²⁺的质量为0.25mol×56g/mol=14g．所以铁矿石中铁元素的质量分数为14g25g×100%=56%．
答：铁矿石中铁元素的质量分数为56%．
③参加反应的铜的质量为10g-3.6g=6.4g，物质的量为6.4g64g/mol=0.1mol，铜发生反应Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺．由反应可知硫酸与氧化物反应后的溶液中n（Fe³⁺）=2n（Cu）=0.2mol，所以n（Fe²⁺）=0.25mol-0.2mol=0.05mol，所以铁的氧化物中
n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺）=0.2mol：0.05mol=4：1，故该铁氧化物可表示为2 Fe₂O₃?FeO或 Fe₅O₇．
答：氧化物Fe_mO_n的化学式为2 Fe₂O₃?FeO或 Fe₅O₇．

解析

14g25g

考点

据考高分专家说，试题“某种矿石中铁元素以氧化物FemOn形式存.....”主要考查你对 [氧化还原反应的配平 ]考点的理解。

氧化还原反应的配平

配平简介：
化学反应方程式严格遵守质量守恒定律，书写化学反应方程式写出反应物和生成物后，往往左右两边各原子数目不相等，不满足质量守恒定律，这就需要通过配平来解决。

配平原则：
(1)电子守恒原则：反应中还原剂失去电子的总数与氧化剂得到电子的总数相等
(2)电荷守恒原则：若为离子反应，反应前后离子所带正负电荷总数相等
(3)质量守恒原则：反应前后各元素的原子个数相等
配平步骤：
(1)一标：标明反应前后化合价有变化的元素的化合价
(2)二等：通过求最小公倍数使化合价升降总值相等
(3)三定：确定氧化剂与还原剂的化学计量数
氧化剂(还原剂)化学计量数=降(升)价的最小公倍数÷1mol氧化剂(还原剂)降(升)价总数
(4)四平：用观察法配平其他物质的化学计量数
(5)五查：检查质量与电荷、电子是否分别守恒
配平技巧：
(1)逆向配平法：部分氧化还原反应、自身氧化还原反应等可用逆向配平法，即选择氧化产物、还原产物为基准物来配平（一般从反应物很难配平时，可选用逆向配平法）
例：

通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降，确定CrCl₃、Cl₂的计量数为2和3，然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法：设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1，其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例：P₄O+Cl₂→POCl₃+P₂Cl₆
可令P₄O前的系数为1，Cl₂的系数为x，则
1P4O+xCl₂→POCl₃+3/2P₂Cl₆ ，再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法：先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价，然后计算出各元素化合价的升降值，并使元素化合价升降总数相等，最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例：Fe₃C+HNO₃＝Fe(NO₃)₃+CO₂↑+NO₂↑+H₂O
复杂化合物Fe₃C按照常规方法分析，无法确定其Fe和C的具体化合价，此时可令组成物质的各元素化合价为零价，根据化合价升降法配平。

通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降，确定CrCl₃、Cl₂的计量数为2和3，然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法：设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1，其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例：P₄O+Cl₂→POCl₃+P₂Cl₆
可令P₄O前的系数为1，Cl₂的系数为x，则
1P4O+xCl₂→POCl₃+3/2P₂Cl₆ ，再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法：先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价，然后计算出各元素化合价的升降值，并使元素化合价升降总数相等，最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例：Fe₃C+HNO₃＝Fe(NO₃)₃+CO₂↑+NO₂↑+H₂O
复杂化合物Fe₃C按照常规方法分析，无法确定其Fe和C的具体化合价，此时可令组成物质的各元素化合价为零价，根据化合价升降法配平。


再用观察法确定物质的化学计量数。
(4)整体标价法：当某元素的原子在某化合物中有数个时，可将它作为一个整体对待，根据化合物中元素化合价代数和为零原则予以整体标价。
例：S+Ca(OH)₂→CaS_x+Ca₂S₂O₃+H₂O
生成物CaS_x、Ca₂S₂O₃中的S_x、S₂作为一个整体标价为-2、+4价，则化合价升降关系为：
S_x  0→-2  降2×2
S₂  0→+4  升4×1
即可配平。
(5)缺项配平法：一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量系数，再通过比较反应物与生成物，确定缺项（一般为H₂O、H⁺或OH^-），最后观察配平。
(6)有机氧化还原反应的配平：有机物中元素的化合价一般来讲，氢元素显+1价，氧元素显-2价，然后再根据化合价的代数和为零求酸碳元素的平均化合价。

氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤：

1. 一般方法：从左向右配。
2. 步骤：标变价，找变化，求总数，配系数。

• 标出元素化合价变化的始态和终态
• 求升价元素或降价元素化合价的变化数
• 求化合价变化数的最小公倍数，分别作为氧化剂或还原剂的系数
• 配平变价元素
• 用观察法配平其他元素
• 检查配平后的方程式是否符合质量守恒定律（离子方程式还要看电荷是否守恒）
  如：
  
  
  

特殊技巧：

配平时若同一物质内既有元素的化合价上升又有元素的化合价下降，若从左向右配平较困难，可以采用从右向左配平，成为逆向配平法。

null

null

null

null

null

null

null

null