Question

18．某種鹽可表示為[xFeSO₄•y（NH₄）₂SO₄•6H₂O]（其摩爾質量為392g•mol^-1），可用作標定重鉻酸鉀、高錳酸鉀等溶液的標準物質，也可用于冶金、電鍍．為測定其組成，進行下列實驗：
①取一定質量的上述鹽樣品，準確配制100mL的溶液X；
②量取20.00mL的溶液X，加入鹽酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，過濾、洗滌，烘干至恒重，得到白色固體Y 4.660g
③另取20.00mL的X溶液，滴加適量硫酸，用0.1000mol•^-1的KMnO₄溶液滴定至終點，生成Mn²⁺，消耗KMnO₄溶液20.00mL．
（1）在25.00mL試樣溶液中c（SO₄^2-）=1mol•L^-1，n（Fe²⁺）=0.01mol；
（2）該鹽的化學式為FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O．

Answer 1

分析 （1）量取25.00mL溶液A，加入鹽酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，過濾、洗滌、干燥至恒重，得到白色固體4.660g為BaSO₄，物質的量=$\frac{4.660g}{233g/mol}$=0.02mol，得到硫酸根離子物質的量；由MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，依據亞鐵離子被高錳酸鉀溶液氧化為鐵離子反應的定量關系計算得到；
（2）設出該樣品中含有xFeSO₄•y（NH₄）₂SO₄•6H₂O的物質的量為n，然后用n表示出100mL溶液中含有硫酸根離子、亞鐵離子物質的量，整理可得x、y之比，從而確定其化學式．

解答 解：（1）取25.00mL溶液A，加入鹽酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，過濾、洗滌，干燥至恒重，得到白色固體0.4660g．根據硫酸根離子守恒，硫酸根離子的物質的量和硫酸鋇的物質的量是相等的，即為：$\frac{4.660g}{233g/mol}$=0.02mol，c（SO₄^2-）=$\frac{0.02mol}{0.02L}$=1mol/L；
取25.00mL溶液X，滴加適量稀硫酸，用0.10 0mol•L^-1 KMnO₄溶液滴定至終點，生成Mn²⁺，消耗KMnO₄溶液20.00mL，在酸性環境下，高猛酸根離子可以將亞鐵離子氧化為三價鐵離子，即
                MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
               1       5
0.100mol/L×20×10^-3L  n
所以亞鐵離子的物質的量為：n=5×0.100mol/L×20×10^-3 L=0.01mol，
故答案為：1；0.01；
（2）100mL溶液中n（SO₄^2-）=2.000×10^-2mol×$\frac{100mL}{25mL}$=0.08mol，
n（Fe²⁺）=0.01mol×$\frac{100mL}{25mL}$=0.04mol，
設該樣品中含有xFeSO₄•y（NH₄）₂SO₄•6H₂O的物質的量為n，
則：n（SO₄^2-）=nx+ny=0.08、n（Fe²⁺）=nx=0.04，
則x：y=1：1，
所以該鹽的化學式為：FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O，
故答案為：FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O．

點評 本題考查了物質的量的計算、復雜化學式的計算，題目難度中等，明確發生反應的實質為解答關鍵，試題計算量較大，充分考查了學生的分析、理解能力及化學計算能力．