Question

11．黃色固體聚合硫酸鐵（SPFS）是一種重要的無機高分子絮凝劑，極易溶于水，作為工業和生活污水處理等領域具有重要的應用．SPFS可表示成Fe_x（OH）_y（SO₄）_z•nH₂O．工業上常用的一種制備流程為：
綠礬$→_{酸性介質}^{NaClO_{3}}$ $\stackrel{水解、聚合}{→}$ $\stackrel{減壓蒸發}{→}$SPFS，
取7.507g某固體聚合硫酸鐵溶解于水，向其中加入過量的BaCl₂溶液到沉淀完全，經過濾、洗滌、干燥得白色沉淀10.485g，向上述濾液中加入NH₃•H₂O，調節溶液pH=6，經過濾、洗滌、干燥得Fe₂O₃固體2.800g．該固體聚合硫酸鐵樣品的化學式為Fe₃₅（OH）₁₅ （SO₄）₄₅•54H₂O．（寫計算過程）

Answer 1

分析 n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{10.485g}{233g/mol}$=0.045 mol，
n（Fe³⁺）=2n（Fe₂O₃）=$\frac{2.800g}{160g/mol}$×2=0.035 mol，
根據電荷守恒得：n（OH^-）=3n（Fe³⁺）-2 n（SO₄^2-）=0.015 mol，
則n（H₂O）═$\frac{7.507g-96g/mol×0.045mol-56g/mol×0.035mol-17g/mol×0.015mol}{18g/mol}$=0.054mol，
根據n（Fe³⁺）、n（OH^-）、n（SO₄^2-）、n（H₂O）之比確定化學式．

解答 解：n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{10.485g}{233g/mol}$=0.045 mol，
n（Fe³⁺）=2n（Fe₂O₃）=$\frac{2.800g}{160g/mol}$×2=0.035 mol，
根據電荷守恒得：n（OH^-）=3n（Fe³⁺）-2 n（SO₄^2-）=0.015 mol，
則n（H₂O）═$\frac{7.507g-96g/mol×0.045mol-56g/mol×0.035mol-17g/mol×0.015mol}{18g/mol}$=0.054mol，
則n（Fe³⁺）：n（OH^-）：n（SO₄^2-）：n（H₂O）=0.035mol：0.015mol：0.045mol：0.054mol=35：15：45：54
即化學式為Fe₃₅（OH）₁₅ （SO₄）₄₅•54H₂O                       
故答案為：Fe₃₅（OH）₁₅ （SO₄）₄₅•54H₂O．

點評 本題考查化學方程式的計算，為高頻考點，側重考查學生分析計算能力，明確各個物理量之間的關系式是解本題關鍵，注意利用電荷守恒確定n（OH^-），為易錯題．