Gang là hợp kim của sắt với carbon và một số nguyên tố khác (trong đó hàm lượng carbon từ 2% đến 5%). Gang được sử dụng để làm nguyên liệu sản xuất thép, chế tạo dụng cụ đun nấu, các chi tiết máy. Một học sinh thực hiện thí nghiệm xác định hàm lượng sắt có trong một mẫu gang theo các bước sau: • Bước 1: Hòa tan 2,35 gam mẫu gang (đã làm sạch bề mặt) trong dung dịch H₂SO₄ 10% dư. Sau khi phản ứng kết thúc, lọc bỏ phần không tan, nhúng một thanh Zn vào dung dịch để khử hoàn toàn ion Fe³⁺ (nếu có) thành Fe²⁺, thu được dung dịch X. • Bước 2: Cho X vào bình định mức 250 mL, thêm nước cất đến vạch, thu được 250 mL dung dịch Y. • Bước 3: Lấy 10,0 mL dung dịch Y cho vào bình tam giác, thêm khoảng 10 mL dung dịch H₂SO₄ 10%. Chuẩn độ dung dịch thu được bằng dung dịch KMnO₄ 0,02 M đến khi dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt ổn định trong 20 giây thì dừng chuẩn độ. Thể tích trung bình của dung dịch KMnO₄ sau ba lần chuẩn độ là 16,0 mL.

Trong phòng thí nghiệm, một nhóm học sinh tìm hiểu ảnh hưởng của thời gian lưu giữ tới nồng độ FeSO₄ trong dung dịch. Giả thuyết của nhóm học sinh là: “Khi để lâu, nồng độ FeSO₄ trong dung dịch giảm.” Nhóm học sinh chuẩn bị 250,0 mL dung dịch FeSO₄ (nồng độ khoảng 0,1 M) đựng trong bình kín (dán nhãn bình là Y) và tiến hành các thí nghiệm ở hai thời điểm khác nhau như sau:

- Ngày thứ nhất:
Bước 1: Lấy 10,00 mL dung dịch trong bình Y cho vào bình tam giác rồi thêm tiếp 5 mL dung dịch H₂SO₄ 2 M.
Bước 2: Chuẩn độ dung dịch trong bình tam giác bằng dung dịch KMnO₄ 2,20×10⁻² M đến khi xuất hiện màu hồng nhạt (bền trong khoảng 20 giây) thì dừng. Ghi lại thể tích dung dịch KMnO₄ đã dùng.

Lặp lại thí nghiệm chuẩn độ thêm 2 lần. Thể tích trung bình của dung dịch KMnO₄ sau 3 lần chuẩn độ là 10,70 mL. Nồng độ của Fe(II) xác định được là C₁ M.

- Ngày thứ tám:
Xác định lại hàm lượng Fe(II) của dung dịch chứa trong bình Y theo các bước tương tự như ngày thứ nhất. Thể tích trung bình của dung dịch KMnO₄ sau 3 lần chuẩn độ là 9,92 mL. Nồng độ của Fe(II) xác định được là C₂ M.

Nồng độ dung dịch KMnO₄ như nhau trong các thí nghiệm chuẩn độ. Sự thay đổi nồng độ của Fe(II) (q%) được tính theo công thức:

$$q\%=\frac{C_1-C_2}{C_1}\times 100\%$$

Trong phòng xét nghiệm y học, người ta dùng KMnO${}_4$ để oxy hoá một số hợp chất hữu cơ trong máu. Do dung dịch KMnO${}_4$ dễ phân hủy theo thời gian, kỹ thuật viên cần chuẩn độ lại nồng độ dung dịch KMnO${}_4$ trước khi sử dụng. Kỹ thuật viên tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:
Bước 1: Cân chính xác lượng oxalic acid ngậm nước (H${}_2$C${}_2$O${}_4$.2H${}_2$O) để pha chế được 100 mL dung dịch H${}_2$C${}_2$O${}_4$ có nồng độ chuẩn 0,05 M.
Bước 2: Dùng pipette hút 10,00 mL dung dịch H${}_2$C${}_2$O${}_4$ vừa pha chế cho vào bình tam giác, rồi acid hoá bởi H${}_2$SO${}_4$ loãng. Chuyển dung dịch KMnO${}_4$ nồng độ a.10${}^{-2}$ mol/L vào burette rồi tiến hành chuẩn độ đến khi dung dịch trong bình tam giác có màu hồng nhạt bền khoảng 10 giây thì vừa hết 5mL.
Giá trị của a là bao nhiêu?

Muối Mohr có công thức (NH${}_4$)${}_2$Fe(SO${}_4$)${}_2$.6H${}_2$O. Để xác định độ tinh khiết của một loại muối Mohr (cho rằng trong muối Mohr chỉ có muối kép ngậm nước nêu trên và tạp chất tro), một nhóm học sinh xác định độ tinh khiết (a%) của muối Mohr bằng cách tiến hành các thí nghiệm sau: Cân 3,443 gam muối Mohr, pha thành 100 mL dung dịch X. Lấy chính xác 10 mL dung dịch X, thêm 10 mL dung dịch H${}_2$SO${}_4$ 10%, được dung dịch Y. Chuẩn độ dung dịch Y bằng dung dịch chuẩn KMnO${}_4$ 0,01M. Thực hiện chuẩn độ 3 lần. Kết quả như sau:

Giá trị của a là (không làm tròn các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng phần trăm)

Hai hợp chất Fe(II) phổ biến trong phòng thí nghiệm là $(N{H}_4{)}_{2}S{O}_4\cdot FeS{O}_4\cdot 6H_{2}O$ và $FeS{O}_4\cdot 7H_{2}O$. Khi tìm hiểu về hợp chất Fe(II), bạn Nam biết được các chất này dễ hút ẩm và Fe(II) bị oxi hoá bởi oxygen trong không khí thành Fe(III). Quan sát các hoá chất này khi để lâu trong phòng thí nghiệm, Nam nhận thấy có sự chảy rữa và chuyển sang màu nâu đỏ ở cả hai chất với mức độ khác nhau. Dựa vào hiểu biết của bản thân và hiện tượng quan sát được, Nam đề xuất giả thuyết: "Trong cùng thời gian bảo quản, phần trăm Fe(II) bị oxi hoá trong $(N{H}_4{)}_{2}S{O}_4\cdot FeS{O}_4\cdot 6H_{2}O$ lớn hơn trong $FeS{O}_4\cdot 7H_{2}O$". Để kiểm chứng giả thuyết này, Nam tiến hành cân, ghi lại khối lượng ($m_0$ gam) mỗi chất tinh khiết rồi cho vào hai lọ sạch, đặt là mẫu X (chứa $(N{H}_4{)}_{2}S{O}_4\cdot FeS{O}_4\cdot 6H_{2}O$) và mẫu Y (chứa $FeS{O}_4\cdot 7H_{2}O$). Sau 1 tháng bảo quản trong cùng điều kiện, Nam thực hiện thí nghiệm lần lượt với mẫu X và mẫu Y theo các bước như sau:

Bước 1: Cân và xác định lại khối lượng mẫu trong lọ, thu được khối lượng $m_1$ gam. Hòa tan toàn bộ lượng mẫu và pha thành 100,0 mL dung dịch.

Bước 2: Lấy chính xác 10,00 mL dung dịch đã pha ở bước 1 vào bình tam giác, thêm khoảng 5 mL dung dịch $H_{2}S{O}_4$ 3 M. Chuẩn độ dung dịch trong bình tam giác bằng dung dịch $KMn{O}_4$ 0,020 M đến khi dung dịch có màu hồng bền thì dừng, ghi lại thể tích dung dịch $KMn{O}_4$ đã dùng. Lặp lại phép chuẩn độ thêm hai lần nữa. Lấy thể tích trung bình ($V_{tb}$, mL) của dung dịch $KMn{O}_4$ sau ba lần chuẩn độ.

Các kết quả thực nghiệm đối với mẫu X, mẫu Y được ghi vào bảng bên.

Biết: Các mẫu X, Y chỉ bị oxi hoá bởi oxygen và hút ẩm trong quá trình bảo quản; phần trăm Fe(II) bị oxi hoá trong mỗi mẫu được xác định bằng tỉ số phần trăm giữa số mol Fe(III) trong dung dịch ở bước 1 so với số mol Fe(II) trong mẫu ban đầu; đối với mẫu X, phần trăm Fe(II) đã bị oxi hoá là $x\%$.

Iron(II) sulfate ($FeS{O}_4$) là hoạt chất phổ biến trong điều trị thiếu máu. Một lô thuốc chỉ được phép lưu hành nếu hàm lượng $FeS{O}_4$ thực tế nằm trong khoảng sai số ±5% so với nhãn. Phòng Quản lý Chất lượng (QC) tiến hành kiểm định lô thuốc viên nén bao phim “Iron-F” có nhãn ghi 250 mg $FeS{O}_4$/viên. Quy trình thực hiện như sau:
- Bước 1: Nghiền mịn 1 viên thuốc, hòa tan bột vào bình nón chứa 30 mL dung dịch $H_{2}S{O}_4$ 10% (dư) để đảm bảo $FeS{O}_4$ tan hết và tạo môi trường acid mạnh.
- Bước 2: Cho từ từ dung dịch $KMn{O}_4$ 0,020M vào burette, điều chỉnh thể tích dung dịch trong burette về mức 0. Nhỏ từ từ dung dịch chuẩn $KMn{O}_4$ từ burette xuống, lắc đều bình tam giác sau mỗi lần nhỏ.
- Bước 3: Phép chuẩn độ dừng lại khi dung dịch xuất hiện màu hồng nhạt bền trong 20 giây. Quy trình được lặp lại 3 lần với các viên thuốc khác nhau trong cùng lô, thu được thể tích $KMn{O}_4$ tiêu thụ lần lượt là 14,9 mL; 15,0 mL và 15,1 mL.
Phương trình ion thu gọn của phản ứng: $Mn{O}_4^{-}+5F{e}^{2+}+8H^{+}\to M{n}^{2+}+5F{e}^{3+}+4H_{2}O$

Để xác định hàm lượng sắt có trong quặng, người ta cần 1,20 g mẫu quặng rồi xử lí theo quy trình thích hợp thu được 100,00 mL dung dịch FeSO${}_4$ trong môi trường H${}_2$SO${}_4$ loãng (dung dịch không chứa tạp chất tác dụng với KMnO${}_4$). Chuẩn độ 10,00 mL dung dịch trên bằng KMnO${}_4$ 0,02 M, thể tích KMnO${}_4$ sử dụng trung bình sau 3 lần chuẩn độ là 12,5 mL. Phần trăm khối lượng sắt có trong loại quặng trên là