Trong phòng thí nghiệm, một nhóm học sinh xác định thành phần của chiếc đinh sắt (đinh sắt được làm từ hợp kim của sắt với carbon và một số nguyên tố khác) đã bị oxi hóa một phần thành gỉ sắt (Fe${}_2$O${}_3$.nH${}_2$O) theo các bước sau:
Bước 1: Hòa tan hoàn toàn đinh sắt vào dung dịch H${}_2$SO${}_4$ loãng, nóng (dùng gấp đôi lượng phản ứng), thu được 200 mL dung dịch X và 0,2225 mol H${}_2$.
Bước 2: Cho dung dịch Ba(OH)${}_2$ dư vào 20 mL dung dịch X, thu được 14,4 gam kết tủa.
Bước 3: Nhỏ từ từ dung dịch KMnO${}_4$ 0,1 M vào 20 mL dung dịch X đến khi phản ứng vừa đủ thì hết 46 mL. Giả thiết toàn bộ gỉ sắt tạo ra bám trên đinh sắt; carbon và một số nguyên tố khác trong đinh sắt là những chất không tham gia phản ứng trong các bước.

a) Đúng, ở bước 1 có các phản ứng oxi hóa khử Fe + H${}^{+}$; Fe + Fe${}^{3+}$ và ở bước 3 là Fe${}^{2+}$ + H${}^{+}$ + MnO${}_4^{-}$.
b) Đúng, do định sắt là hợp kim Fe-C nên ăn mòn điện hóa học là chủ yếu.
c) Sai:
Trong 20 mL X chứa FeSO${}_4$ (a), Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$ (b) và H${}_2$SO${}_4$ dư (a + 3b)
Với Ba(OH)${}_2$:
m↓ = 90a + 107.2b + 233(2a + 6b) = 14,4
Với KMnO${}_4$: nFe${}^{2+}$ = a = 0,046.0.1.5 = 0,023
→ b = 0,001
Trong 200 mL X chứa FeSO${}_4$ (0,23), Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$ (0,01) và H${}_2$SO${}_4$ dư
nH${}_2$SO${}_4$ phản ứng = 0,23 + 0,01.3 = nH${}_2$ + nH${}_2$O
→ nO = nH${}_2$O = 0,0375 → nFe${}_2$O${}_3$ = 0,0125
→ %Fe bị oxi hóa = 0,0125.2/0,25 = 10%
d) Sai, X chứa 2 muối và acid dư.
a) Đúng, ở bước 1 có các phản ứng oxi hóa khử Fe + H${}^{+}$; Fe + Fe${}^{3+}$ và ở bước 3 là Fe${}^{2+}$ + H${}^{+}$ + MnO${}_4^{-}$.
b) Đúng, do định sắt là hợp kim Fe-C nên ăn mòn điện hóa học là chủ yếu.
c) Sai:
Trong 20 mL X chứa FeSO${}_4$ (a), Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$ (b) và H${}_2$SO${}_4$ dư (a + 3b)
Với Ba(OH)${}_2$:
m↓ = 90a + 107.2b + 233(2a + 6b) = 14,4
Với KMnO${}_4$: nFe${}^{2+}$ = a = 0,046.0.1.5 = 0,023
→ b = 0,001
Trong 200 mL X chứa FeSO${}_4$ (0,23), Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$ (0,01) và H${}_2$SO${}_4$ dư
nH${}_2$SO${}_4$ phản ứng = 0,23 + 0,01.3 = nH${}_2$ + nH${}_2$O
→ nO = nH${}_2$O = 0,0375 → nFe${}_2$O${}_3$ = 0,0125
→ %Fe bị oxi hóa = 0,0125.2/0,25 = 10%
d) Sai, X chứa 2 muối và acid dư.