Question

1．黃色固體聚合硫酸鐵（SPFS）是一種重要的無機(jī)高分子絮凝劑，極易溶于水，作為工業(yè)和生活污水處理等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用．SPFS可表示成Fe_x（OH）_y（SO₄）_z•nH₂O．取15.014g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(jīng)過濾、洗滌、干燥得白色沉淀20.97g，向上述濾液中加入NH₃•H₂O，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得Fe₂O₃固體5.600g．按要求填空（不需寫出計(jì)算過程）．
（1）15.014g該固體聚合物中Fe³⁺的物質(zhì)的量為0.07mol
（2）15.014g該固體聚合物中結(jié)晶水的質(zhì)量為1.98g
（3）該固體聚合物硫酸鐵樣品中y：z=1：3．請(qǐng)寫出計(jì)算過程：y：z=n（OH^-）：n（SO₄^2-）=0.03mol：0.09mol=1：3．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)Fe元素守恒可知n（Fe³⁺）=2n（Fe₂O₃），據(jù)此計(jì)算15.014g該固體聚合物中Fe³⁺的物質(zhì)的量；
（2）白色沉淀20.97g為BaSO₄，而n（SO₄^2-）=n（BaSO₄），再根據(jù)電荷守恒計(jì)算n（OH^-），然后利用質(zhì)量守恒定律計(jì)算出結(jié)晶水的質(zhì)量；
（3）y：z=n（OH^-）：n（SO₄^2-），結(jié)合（2）的計(jì)算解答．

解答 解：（1）根據(jù)Fe元素守恒，15.014g該固體聚合物中Fe³⁺的物質(zhì)的量為：n（Fe³⁺）=2n（Fe₂O₃）=$\frac{5.6g}{160g/mol}$×2=0.07 mol，
故答案為：0.07；
（2）白色沉淀20.97g為BaSO₄，則n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{20.97g}{233g/mol}$=0.09mol，
根據(jù)電荷守恒：n（OH^-）=3×n（Fe³⁺）-2×n（SO₄^2-）=3×0.07mol-2×0.09mol=0.03mol，
15.014g該固體聚合物中，n（Fe³⁺）=0.07 mol，m（Fe³⁺）=0.07mol×56g/mol=3.92g，
n（SO₄^2-）=0.09mol，m（SO₄^2-）=0.09mol×96g/mol=8.64g，
n（OH^-）=0.03mol，m（OH^-）=0.03mol×17g/mol=0.51g，
則15.014g該固體聚合物中結(jié)晶水的質(zhì)量為：m（H₂O）=15.05g-3.92g-8.64g-0.51g=1.98g，
故答案為：1.98；
（3）根據(jù)（2）可知，n（OH^-）=3×n（Fe³⁺）-2×n（SO₄^2-）=3×0.07mol-2×0.09mol=0.03mol，n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{20.97g}{233g/mol}$=0.09mol，
Fe_x（OH）_y（SO₄）_z•nH₂O中y：z=n（OH^-）：n（SO₄^2-）=0.03mol：0.09mol=1：3，
故答案為：1：3；y：z=n（OH^-）：n（SO₄^2-）=0.03mol：0.09mol=1：3．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)方程式的計(jì)算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，注意掌握守恒思想在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．