Question

摩爾鹽[xFeSO₄?y（NH₄）2SO₄?zH₂O]是一種重要化工原料．其組成可通過下列實驗測定：
①稱取1.568 0g樣品，準確配成100mL溶液A．
②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0.466 0g．
③再量取25.00mL溶液A，滴加適量稀硫酸，用0.020 0mol?L^-1 KMnO₄溶液滴定至終點，生成Mn²⁺，消耗KMnO4溶液10.00mL．
（1）已知室溫下BaSO₄的Ksp=1.1×10^-10，欲使溶液中c（S）≤1.0×10^-5 mol?L^-1，應保持溶液中c（Ba²⁺ ）≥______mol?L^-1．
（2）③中發生反應的離子方程式為______，滴定終點的現象是______．
（3）通過計算確定樣品的組成（必須寫出計算過程）．

Answer 1

解：（1）沉淀溶解平衡常數Ksp=c（SO₄^2-）?c（Ba²⁺ ），c（Ba²⁺ ）=，當c（SO₄^2-）≤1.0×10^-5 mol?L^-1，所以溶液中c（Ba²⁺ ）≥1.1×10^-5mol/L，故答案為：1.1×10^-5；
（2）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，
故答案為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；溶液變為淺紫色；
（3）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：=0.002mol，取25.00mL溶液A，滴加適量稀硫酸，用0.020 0mol?L^-1 KMnO₄溶液滴定至終點，生成Mn²⁺，消耗KMnO4溶液10.00mL，所以亞鐵離子的物質的量為：5×0.02-1×10×10^-3=1×10^-3mol，銨根離子的物質的量為：2×2.0×10^-3-2×1.0×10^-3=2×10^-3（mol），根據質量守恒，水的物質的量：[1.5680g×-1.0×10^-3-3mol×152g/mol-1.0×10^-3×132g/mol]×=6.0×10^-3，所以x：y：z=1：1：6，化學式為：FeSO₄?（NH₄）₂SO₄?6H₂O．
答：樣品的組成為FeSO₄?（NH₄）₂SO₄?6H₂O．
分析：（1）根據沉淀溶解平衡常數Ksp=c（SO₄^2-）?c（Ba²⁺ ）來計算；
（2）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；
（3）根據高猛酸根離子和亞鐵離子的化學方程式，據高猛酸根離子的量來確定亞鐵離子的量，根據元素守恒確定樣品的組成情況．
點評：本題涉及中和滴定、沉淀溶解平衡以及守恒法來確定物質的分子式等知識的綜合考查題，要求學生具有分析和解決問題的能力，難度大．