Question

將3.96g組成為X₂YZ₄的鹽（不是復鹽）溶于水，滴加適量稀硫酸后再加入2.24g還原鐵粉，恰好完全反應生成Fe²⁺。向反應后的溶液中加入足量的KOH溶液至剛好將Fe²⁺完全沉淀；將沉淀過濾、洗滌并充分加熱后得到紅棕色固體4.80g；將濾液在一定條件下蒸發可得到一種純凈的不含結晶水的含氧酸鹽（不是復鹽）13.92g。
（1）紅棕色固體的化學式為______________，含氧酸鹽的化學式為______________。
（2）組成為X₂YZ₄的鹽中是否含有鐵元素和鉀元素？通過計算說明。
（3）推斷X₂YZ₄的鹽的化學式，寫出推斷過程。

Answer 1

（1）（2分）Fe₂O₃，K₂SO₄。
（2）（2分）加入的鐵粉物質的量為＝0.04(mol)，而4.8gFe₂O₃中含鐵的物質的量為×2＝0.06(mol)，0.06>0.04,故X₂YZ₄的鹽中含有鐵元素。
13.92g K₂SO₄中K⁺的物質的量為×2＝0.16(mol)，而沉淀Fe²⁺所用KOH的物質的量為0.06×2＝0.12(mol)，0.16>0.12，故X₂YZ₄的鹽中含有鉀元素。
（3）（6分）已知X₂YZ₄是鹽，且含有鐵元素和鉀元素，故其中必定有一種非金屬元素且為負價。n(K) ∶n(Fe)＝0.04∶0.02＝2∶1
①若X為Fe、Z為K，由于K呈+1價，當Fe的化合價≥+2時，Y的化合價≤－8，不合理。
②若X為K、Y為Fe，則Z為非金屬且在化學式中呈負價。
鹽X₂YZ₄的摩爾質量為＝198(g/mol)，故Z的相對原子質量為16，即Z為氧元素，所以鹽X₂YZ₄的化學式為K₂FeO₄。

略