第三章 铁 金属材料 单元训练题 2023-2024学年高一上学期化学人教版(2019)必修第一册
2024-08-15
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内容正文:
第三章《铁 金属材料》单元训练题
一、单选题
1.物质类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个基本视角。下面是有关铁元素的价类图,下列分析正确的是
A.X的物质类别是单质,在氧气中燃烧的产物为Z
B.M、N均为碱,且在水溶液中均可溶
C.若P、Q所含阳离子,质子数相同而电子数不同
D.若Q为FeCl2,则X、Y、Z、N均能与盐酸反应得到Q
2.下列实验装置能达到对应实验目的、实验结论正确的是
A.过量铁粉与水蒸气反应后,可用磁铁将剩余铁粉分离出来
B.用图装置操作方法,可检验Fe2+
C.若二氧化锰过量,则盐酸可全部消耗完
D.测新制氯水的pH值
3.钠与水反应、铁与水蒸气反应的实验装置图如下。
Ⅰ.钠与水反应
Ⅱ.铁与水蒸气反应
下列说法不正确的是
A.Ⅰ中钠熔化成小球说明反应放热和钠的熔点低
B.Ⅰ中钠与水反应的离子方程式:
C.Ⅱ中有肥皂泡产生说明有H2生成
D.Ⅱ中铁与水蒸气反应的化学方程式:
4.氧元素是地球上存在最广泛的元素,也是与生命活动息息相关的主要元素,其单质及化合物在多方面具有重要应用。氧能与大部分元素形成氧化物如、、、、、、等;过氧化物如、等可以作为优秀的氧化剂。下列物质性质与用途具有对应关系的是
A.纳米能与酸反应,可用作磁性材料
B.能与某些有色物质化合,可用于漂白纸张、草帽等
C.是两性氧化物,可用作耐火材料
D.是酸性氧化物,能用氢氟酸(HF)雕刻玻璃
5.下列对应离子方程式书写正确的是
A.使酸性高锰酸钾溶液褪色:
B.已知酸性强弱顺序:,则向溶液中通入少量:
C.向溶液中通入少量,有气泡产生:
D.向溶液中滴加溶液至沉淀完全:
6.下列颜色变化与氧化还原反应无关的是
A.金黄色的铜器长期暴露在湿润的空气中,产生了铜绿
B.用pH试纸测定氯水的pH时,出现试纸先变红后褪色的现象
C.向沸水中滴入饱和溶液,液体呈红褐色
D.向溶液中滴入NaOH溶液出现白色沉淀,迅速转变为灰绿色,最后变为红褐色
7.下列条件下的离子方程式正确的有几个
①
②用溶液腐蚀印刷铜电路板:
③证明元素非金属性
④将一小块钠用铝箔包裹,扎好小孔后,用镊子夹住按入水下,并用试管收集氢气,只发生了:
⑤向溶液中滴加氨水至过量制备
⑥
A.1 B.2 C.3 D.4
8.下列叙述正确的是
①铁能被磁铁吸引
②人体内的血红蛋白中含铁元素
③Fe在纯氧中燃烧可得到
④不可与水反应得到,所以不能通过化合反应制得
⑤在空气中加热,可得到FeO
A.①②⑤ B.①②④ C.②③④⑤ D.①②
9.设为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A.由与组成的混合物中,原子数目为
B.常温下,铁与足量浓硝酸反应转移的电子数为
C.标准状况下,中的数目可能为
D.溶液中的数目为
10.铁及其化合物是中学化学中的--类重要物质,下列关于铁元素的叙述中正确的有
①氢氧化铁与HI溶液反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
②不可由Fe2O3与水反应得到Fe(OH)3,但能通过化合反应制取Fe(OH)3
③制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁
④Fe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3
⑤FeO投入稀H2SO4和稀HNO3中均得到浅绿色溶液
⑥FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板,说明铁比铜金属性强
⑦纯铁易被腐蚀,可以在纯铁中混入碳元素制成“生铁”,以提高其抗腐蚀能力
⑧Na2FeO4有强氧化性,还原产物又易水解成胶体,是自来水理想的消毒剂和净水剂
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
11.已知氧化性Fe2+>Cu2+>Fe2+。若在氯化铁溶液蚀刻铜印刷电路板后所得的溶液里加入过量锌片。下列说法正确的是
A.Fe3+首先反应,转化为Fe B.反应开始时c(Fe2+)增大,然后又减小
C.Fe2+首先反应,转化为Fe3+ D.存在反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu
12.还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示,下列有关该实验的说法正确的是
A.方程式为2Fe+3H2O(g) Fe2O3+3H2
B.肥皂液的主要作用是检验生成的H2
C.湿棉花的主要作用是冷却试管,防止炸裂
D.铁粉与水蒸气反应后,可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来
13.下列物质间的转化中,不能通过一步反应实现的是
A.CaCO3→CaO→Ca(OH)2→CaCl2 B.Fe→FeCl3→FeCl2→Fe(OH)2
C.Al→Al2O3→Al(OH)3→Na[Al(OH)4] D.Na→Na2O2→Na2CO3→NaHCO3
14.氯化铁在金属蚀刻、污水处理等方面有广泛应用。某兴趣小组以废铁屑为原料,用如图所示装置制备FeCl3·6H2O
已知:FeCl3易溶于水、甲醇、乙醇,不溶于甘油。实验步骤如下:
I.废铁屑的净化:取一只小烧杯,放入约5g废铁屑,向其中注入15mLlmol/LNa2CO3溶液,浸泡数分钟后,分离出铁屑,洗净、晾干。
Ⅱ.FeCl2溶液的制备:将处理后的废铁屑加入装置B的三颈烧瓶中,缓慢加入适当过量的稀盐酸,得到含FeCl2的混合液。
Ⅲ.FeCl3溶液的制备:由装置A制备氯气;向FeCl2的混合液中缓慢通入足量的氯气。
Ⅳ.FeCl3·6H2O产品的分离提纯:将三颈烧瓶中的FeCl3混合液转移出来,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、重结晶、干燥,得到FeCl3·6H2O产品。
Ⅴ.FeCl3·6H2O产品的纯度测定:用碘量法滴定并计算。
对于上述实验,下列有关装置仪器的说法不正确的是
A.装置B中,搅拌器的作用是使反应混合物充分接触
B.装置A、B之间应加装一个盛有饱和食盐水的洗气瓶
C.装置C中,NaOH溶液的作用是吸收逸出的氯气,防止污染空气
D.仪器a和仪器b的功能相同,但操作方法不同
二、非选择题
15.铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的有关知识,回答下列问题
(1)向沸水中逐滴滴加适量溶液,继续加热至液体呈透明的红褐色,形成该分散系的分散质粒子的直径范围是 。
(2)电子工业需用30%的溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜,制造印刷电路板,腐蚀废液中含有、、。
①写出证明腐蚀废液中含有的操作 。
②可经过如图流程从腐蚀后的废液中重新获得溶液。
A代表的物质是 (填化学式),盐酸的作用是 (用离子方程式表示)。
(3)高铁酸钠是一种新型净水剂。高铁酸钠在水中可以发生如下反应:。由此看来,高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有 。
16.钠、镁、铝、铁是四种重要的金属。请回答:
(1)钠的金属活动性比铝的 (填“强”或“弱”)。
(2)钠与水反应,观察不到的实验现象是 (填编号)。
a.钠沉到水底 b.钠熔成小球 c.小球四处游动
(3)跟S在加热条件下反应,生成物的化学式为 。
(4)铁在高温时与水蒸气反应的化学方程式为 。
(5)将镁铝合金与过量NaOH溶液反应,所得溶液中不存在的离子是 。
A.Na+ B.Mg2+ C.OH- D.
17.(1)在MgCl2溶液中滴加过量NaOH溶液,现象为 ;在AlCl3溶液中滴加过量NaOH溶液,现象为 ,写出该现象的离子反应方程式 。
(2)铝制易拉罐中充满CO2,然后往易拉罐中充入足量的浓NaOH溶液,立即用胶布封严罐口,一会儿听到罐内发出“咔、咔”的响声,且易拉罐变瘪;再过一会儿易拉罐又恢复原样,请根据现象填空。
①易拉罐变瘪是因为 ,写出反应的化学方程式 ;
②易拉罐恢复原样原因是 ,写出反应的化学方程式 ;
(3)有A、B、C三瓶失去标签的无色溶液:K2CO3、BaCl2、Na2SO4.将它们分别与H2SO4作用,A产生白色沉淀,B产生无色气体,C中无明显现象。则A是 ,B是 ,C是 。
18.按要求填空。
(1)已知甲、乙两物质分别由H、C、Na、O、Cl、Fe元素中的一种或几种组成。
①若甲物质为碱性氧化物,则甲的化学式为 (写一种)。
②若乙物质可作为呼吸面具中氧气的来源,则乙供氧原理是 (用化学方程式表示)。
(2)用铝箔包住金属钠,用针在铝箔上刺些小孔,用镊子夹住放入水中,可能发生反应的化学方程式表示为: 和 。
(3)酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性。某反应中参加反应的离子为、H+和一种未知离子,产物为Fe3+、Mn2+和H2O。该反应的离子方程式为 。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【分析】X为铁单质,Y为FeO,Z为Fe2O3,M为Fe(OH)3,N为Fe(OH)2,Q为含有二价铁的盐,P为含有三价铁的盐;
【详解】A.X为铁单质,在空气中燃烧的产物为四氧化三铁,A错误;
B.M为Fe(OH)3,N为Fe(OH)2,均为难溶性的碱,B错误;
C.Q为含有二价铁的盐,P为含有三价铁的盐,亚铁离子和铁离子的质子数相同而电子数不同,C正确;
D.若Q为FeCl2,Y为FeO、N为Fe(OH)2,两者盐酸反应可得到氯化亚铁,Z为Fe2O3、M为Fe(OH)3,两者与盐酸反应得到氯化铁,D错误;
故选C。
2.B
【详解】A.铁粉与水蒸气生成四氧化三铁,四氧化三铁也有磁性,所以不可用磁铁将剩余铁粉分离出来,A错误;
B.向氯化亚铁溶液中加入硫氰化钾溶液,颜色无变化,继续加入氯水,溶液变为血红色,可以检验亚铁离子,B正确;
C.二氧化锰与浓盐酸反应,反应一段时间之后,盐酸变稀,反应会停止,所有盐酸不能全部被消耗完,C错误;
D.新制氯水中含有次氯酸,次氯酸具有强氧化性,会漂白试纸,不能用试纸测新制氯水的pH值,D错误;
故选B。
3.C
【详解】A.Ⅰ中钠熔化成小球,能够说明反应放热和钠的熔点低,A正确;
B.Ⅰ中钠与水反应的化学方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,故其离子方程式为:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,B正确;
C.Ⅱ中试管受热空气膨胀,也能产生肥皂泡,故有肥皂泡产生不能说明有H2生成,C错误;
D.Ⅱ中铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,故该反应的化学方程式:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,D正确;
故答案为:C。
4.B
【详解】A.四氧化三铁具有磁性,可用作铁磁性材料,与其能与酸反应无关,故A错误;
B.SO2具有漂白性,SO2能与某些有色物质化合生成无色不稳定的无色物质,所以SO2可以漂白纸浆、草帽等,故B正确;
C.Al2O3熔点高,可用作耐火材料,与Al2O3是两性氧化物无关,故C错误;
D.氢氟酸能与二氧化硅反应生成四氟化硅和水,四氟化硅是气体物质,可用于雕刻玻璃,和SiO2是酸性氧化物无关,故D错误;
故选:B。
5.D
【详解】A.使酸性高锰酸钾溶液褪色,,A错误;
B.酸性强弱顺序:,不能从中夺取,离子方程式为,B错误;
C.向溶液中通入少量,,C错误;
D.向溶液中滴加溶液至沉淀完全,离子方程式为,D正确;
故选D。
6.C
【详解】A.铜绿是碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3的俗称,由铜单质生成铜绿,Cu元素化合价升高,涉及氧化还原反应,故A错误;
B.氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸具有酸性使pH试纸先变红,次氯酸具有漂白性,后试纸褪色,氧化漂白过程涉及氧化还原反应,故B错误;
C.向沸水中滴入饱和溶液,液体呈红褐色,氯化铁离子转化为氢氧化铁和HCl,不存在化合价变化,不涉及氧化还原反应,故C正确;
D.生成氢氧化亚铁易被氧化,则先生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色的氢氧化铁,Fe元素化合价变化,涉及氧化还原反应,故D错误;
故选:C。
7.A
【详解】①,通入氯气,氯气将亚铁离子氧化为铁离子:,正确;
②用溶液和铜反应生成亚铁离子和铜离子:,错误;
③HCl不是Cl的最高价含氧酸,不能用CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑说明元素非金属性Cl>C,错误;
④将一小块钠用铝箔包裹,扎好小孔后,用镊子夹住按入水下,并用试管收集氢气,反应反应有:、,错误;
⑤氨水为弱碱,向溶液中滴加氨水至过量生成氢氧化铝沉淀和铵根离子,,错误;
⑥向NaOH溶液中通入过量的CO2生成碳酸氢钠,,错误;
故选A。
8.D
【详解】①铁能被磁铁吸引,故正确;
②人体内的血红蛋白中含铁元素,故正确;
③铁在纯氧中燃烧得到的是Fe3O4,故错误;
④Fe(OH)3可通过4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3化合反应制得,故错误;
⑤Fe(OH)2在空气中加热得到的是Fe2O3,故错误;
答案选D。
9.C
【详解】A.和的摩尔质量都是28g/mol,且都含有2个原子,则由与组成的混合物物质的量为0.1mol,原子数目为,故A错误;
B.常温下,铁与浓硝酸会发生钝化,铁与足量浓硝酸反应转移的电子数小于,故B错误;
C.标准状况下,的物质的量为=0.05mol,若为,的数目可能为,故C正确;
D.未说明溶液体积,无法计算,故D错误;
故选C。
10.A
【详解】①氢氧化铁与HI溶液反应,Fe(OH)3和I-发生氧化还原反应,离子方程式为,故①错误;
②Fe2O3与水不反应,不能利用Fe2O3与水反应制取Fe(OH)3,Fe(OH)2与氧气、水反应可生成Fe(OH)3,为化合反应,故②正确;
③制备氢氧化亚铁时,应隔绝空气,防止亚铁被氧化,故③错误;
④氯气具有强氧化性,碘的氧化性弱,则Fe与Cl2反应生成FeCl3,而Fe与I2反应生成FeI2,故④错误;
⑤FeO和稀HNO3反应发生氧化还原反应,生成3价铁,不为浅绿色溶液,故⑤错误;
⑥Cu与氯化铁反应生成氯化亚铁、氯化铜,不发生金属单质之间的置换反应,不能比较Fe、Cu的金属性强弱,故⑥错误;
⑦纯铁中混入碳元素制成“生铁”,易构成原电池,加快腐蚀,故⑦错误;
⑧Na2FeO4具有强氧化性,其还原产物含铁离子水解生成胶体具有吸附性,则Na2FeO4是一种高效的净水剂,具有杀菌消毒的作用,故⑧正确;
故答案选A。
11.B
【详解】A.在氯化铁溶液蚀刻铜印刷电路板后所得的溶液里含有Fe3+、Cu2+、Fe2+,氧化性Fe2+>Cu2+>Fe2+,锌比铁活泼,加入过量的锌,Fe3+首先反应,生成Fe2+,A错误;
B.在氯化铁溶液蚀刻铜印刷电路板后所得的溶液里含有Fe3+、Cu2+、Fe2+,氧化性Fe2+>Cu2+>Fe2+,锌比铁活泼,加入过量的锌,Fe3+首先反应,生成Fe2+,c(Fe2+)增大,然后发生:Zn+ Cu2+=Zn2+ + Cu,最后发生Zn+ Fe2+=Zn2++Fe,c(Fe2+)减小,B正确;
C.由A可知,C错误;
D.根据上述分析,不存在反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu,D错误;
故选B。
12.B
【详解】A.铁与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气,化学方程式为:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2,A错误;
B.铁与水蒸气共热反应反应一段时间后,有肥皂泡吹起时,用点燃的火柴靠近肥皂泡,当听到爆鸣声时,说明“铁与水蒸气”反应生成了氢气,则使用肥皂液的作用是检验反应中生成的氢气,B正确;
C.湿棉花的作用提供水蒸气反应物,C错误;
D.铁粉与水蒸气反应生成的四氧化三铁也可以被磁铁吸引,所以用磁铁不能分离出铁,D错误;
故选B。
13.C
【详解】A.碳酸钙高温分解生成氧化钙,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与HCl反应生成氯化钙,均能一步转化,A正确;
B.Fe与氯气生成氯化铁,氯化铁溶液与Fe反应生成氯化亚铁,氯化亚铁与NaOH反应生成氢氧化亚铁,均能一步转化,B正确;
C.氧化铝不能溶于水,不能一步转化为氢氧化铝,C错误;
D.Na与氧气点燃生成过氧化钠,过氧化钠与二氧化碳生成碳酸钠,碳酸钠与过量二氧化碳反应生成碳酸氢钠,D正确;
故选C。
14.B
【详解】A.搅拌可以使反应物充分接触,提高反应速率,A正确;
B.生成的氯气中虽然混有氯化氢,但是装置B需要盐酸作为反应物,故不需要除杂装置,B错误;
C.氯气有毒,反应可能会有氯气逸出,需要氢氧化钠来进行尾气处理,C正确;
D.仪器a为恒压分液漏斗,放液时只需打开下端的活塞,不需要取下上端的瓶塞,浓盐酸便可顺利流下,而仪器b为分液漏斗,放液时,需要取下上端的瓶塞,再打开下端的活塞,才可能形成空气对流,便于盐酸顺利流下,操作方法不相同,D正确;
故答案为:B。
15. 1~100mm (或) 取少量腐蚀废液于试管中,滴入几滴KSCN溶液,溶液呈血红色,则含有 Fe (强)氧化性
【分析】(2)②腐蚀液中含有、、,为了重新获得,可先向其中加入过量铁粉,使转化为、转化为和Cu,得到含及Fe和Cu的混合物,继续向混合物中加入盐酸过滤,得到的滤液中含,最后通入氯气,得到溶液。
【详解】(1)向沸水中逐滴滴加适量溶液,继续加热至液体呈透明的红褐色,形成氢氧化铁胶体,该散系的分散质粒子的直径范围是1~100mm (或);
(2)①可用KSCN溶液来检测,所以想证明腐蚀废液中含有,可进行如下操作:取少量腐蚀废液于试管中,滴入几滴KSCN溶液,溶液呈血红色,则含有;
②根据上述分析可知,A代表的物质是Fe,盐酸可将过量的Fe转化为,分离出Cu,同时保证Fe元素不损失,反应的离子方程式为:,故答案为:Fe;;
(3)根据高铁酸钠在水中可以发生如下反应:可知,高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有(强)氧化性。
16. 强 a FeS 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 B
【详解】(1)钠原子半径大于铝,失电子能力比铝强,则金属活动性比铝的强;
(2) a.钠的密度比水小,则浮在水面,a符合题意;
b.钠与水反应放热,且钠的熔点低,则钠熔成小球,b与题意不符;
c.钠与水反应生成氢气,氢气催动小球四处游动,c与题意不符;
答案为a;
(3)跟S在加热条件下反应生成硫化亚铁,化学式为FeS;
(4)铁在高温时与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2;
(5)将镁铝合金与过量NaOH溶液混合,镁不反应,铝反应生成偏铝酸钠和氢气,则溶液中存在钠离子、偏铝酸根离子、氢氧根离子,不存在镁离子,答案为B。
17. 有白色沉淀生成 先产生白色沉淀,后沉淀逐渐溶解 Al3++3OH-=Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-=+2H2O; 二氧化碳与氢氧化钠溶液反应,使得罐内气体的压强减小 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 铝制的易拉罐与氢氧化钠溶液反应产生氢气,导致罐内气体压强又增大 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 BaCl2 K2CO3 Na2SO4
【详解】(1)在MgCl2溶液中滴加过量NaOH溶液,反应生成氢氧化镁沉淀,观察到有白色沉淀生成;在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,先生成氢氧化铝沉淀,氢氧化钠溶液过量,氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液,沉淀又溶解,观察到的现象为先产生白色沉淀,后沉淀逐渐溶解;反应的离子方程式为:Al3++3OH-=Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-= +2H2O;
(2)①铝制易拉罐中充满CO2,然后往易拉罐中充入足量的浓NaOH溶液,立即用胶布封严罐口,二氧化碳与氢氧化钠溶液反应,二氧化碳被吸收,使得罐内气体的压强减小,外界大气将易拉罐压瘪;反应的化学方程式为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
②金属铝能够氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,铝制的易拉罐与氢氧化钠溶液反应产生氢气,导致罐内气体压强又增大,易拉罐又鼓起来;反应的化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2;
(3)有A、B、C三瓶失去标签的无色溶液:K2CO3、BaCl2、Na2SO4,将它们分别与H2SO4作用,氯化钡与硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀,所以A为BaCl2;碳酸钾与硫酸反应生成硫酸钾、二氧化碳和水,所以B为K2CO3;硫酸与硫酸钠不反应,C中无明显现象,所以C为Na2SO4.。
18. Na2O或Fe2O3或FeO 2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑ +5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O
【详解】(1)①H、C、Na、O、Cl、Fe元素组成的碱性氧化物有:Na2O或Fe2O3或FeO,若甲物质为碱性氧化物,则甲的化学式为Na2O或Fe2O3或FeO;
②Na2O2与二氧化碳发生反应:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,该反应中二氧化碳转化成氧气,过氧化钠可用于呼吸面具中作为氧气来源;
(2)钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,可能发生反应的化学方程式表示为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑和2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑;
(3)酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,MnO4-→Mn2+为还原反应,Mn元素的化合价降低,则Fe元素的化合价升高,可知Fe2+→Fe3+为氧化反应,所以该未知离子为Fe2+,根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平反应的离子方程式为:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O。
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