Question

4．某研究小組同學(xué)通過下列流程制取不溶于水和稀琉酸的黃鉀銨鐵礬[KNH₄Fe_x（SO₄）_y（OH）_z]，并通過實(shí)驗(yàn)測定樣品中黃鉀銨鐵礬的有關(guān)組成．

實(shí)驗(yàn)測定：
①稱取一定質(zhì)量的樣品加入稀鹽酸中充分溶解，將所得溶液轉(zhuǎn)移至容器瓶并配制成l00.00mL 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9.32g．
③量取25.00mL溶液A，加入足量KI，用2.000mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液進(jìn)行滴定（已知反應(yīng)為I₂+2Na₂S₂O₃═2NaI+Na₂S₄O₆，消耗30.00mL Na₂S₂O₃溶液至終點(diǎn)．
（1）在[KNH₄Fe_x（SO₄）_y（OH）_z]中x、y、z的代數(shù)關(guān)系式為3x+2=2y+z．
（2）若加入H₂SO₄將pH調(diào)節(jié)為2，則溶液c（Fe³⁺ ）應(yīng)為0.04 mol•L^-1（已知Ksp[Fe（OH）₃]）=4.0x10^-38）
（3）實(shí)驗(yàn)測定②，檢驗(yàn)沉淀是否完全的方法是靜置，取生成沉淀后的上層清液1-2ml，滴加用鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若無白色沉淀生成，則表明沉淀已完全．
（4）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算樣品中的n（Fe³⁺）：n（SO₄^2-）（寫出計(jì)算過程）n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{9，32g}{233g/mol}$=0.04mol，
2Fe³⁺～I(xiàn)₂～2Na₂S₂O₃
2 1 2
n（Fe³⁺）=2n（I₂）=n（Na₂S₂O₃）=2.000mol/L×0.03L=0.06mol，
樣品中的n（Fe³⁺）：n（SO₄^2-）=0.06mol：0.04mol=3：2．

Answer 1

分析 （1）化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算得到；
（2）若加入H₂SO₄將pH調(diào)節(jié)為2，c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-2}}$=10^-12mol/L，結(jié)合溶度積常數(shù)計(jì)算 鐵離子濃度；
（3）取沉淀后的上層清液再加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液觀察是否生成沉淀判斷；
（4）計(jì)算25ml溶液中鐵離子和硫酸根離子物質(zhì)的量之比，其中硫酸根離子物質(zhì)的量和硫酸鋇物質(zhì)的量相同，鐵離子物質(zhì)的量計(jì)算依據(jù)滴定過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算，2Fe³⁺～I(xiàn)₂～2Na₂S₂O₃；

解答 解：（1）在[KNH₄Fe_x（SO₄）_y（OH）_z]中，K元素化合價(jià)+1價(jià)，N元素化合價(jià)-3價(jià)，H元素化合價(jià)+1價(jià)，SO₄^2-化合價(jià)代數(shù)和為-2價(jià)，OH^-化合價(jià)代數(shù)和為-1價(jià)，+1+（-3）+（+1）×4++3x+（-2y）+（-1×z）=0，x、y、z的代數(shù)關(guān)系式為：3x+2=2y+z，
故答案為：3x+2=2y+z；
（2）若加入H₂SO₄將pH調(diào)節(jié)為2，c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-2}}$=10^-12mol/L，Ksp[Fe（OH）₃]）=4.0x10^-38=c（Fe³⁺）c³（OH^-），c（Fe³⁺）=$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{（1{0}^{-12}）^{3}}$=0.04mol/L，
故答案為：0.04；
（3）實(shí)驗(yàn)測定②，檢驗(yàn)沉淀是否完全的方法是：靜置，取生成沉淀后的上層清液1-2ml，滴加用鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若無白色沉淀生成，則表明沉淀已完全，
故答案為：靜置，取生成沉淀后的上層清液1-2ml，滴加用鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若無白色沉淀生成，則表明沉淀已完全；
（4）①稱取一定質(zhì)量的樣品加入稀鹽酸中充分溶解，將所得溶液轉(zhuǎn)移至容器瓶并配制成l00.00mL 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9.32g．
③量取25.00mL溶液A，加入足量KI，用2.000mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液進(jìn)行滴定（已知反應(yīng)為I₂+2Na₂S₂O₃═2NaI+Na₂S₄O₆，消耗30.00mL Na₂S₂O₃溶液至終點(diǎn)．
25ml溶液中硫酸根離子物質(zhì)的量和硫酸鋇物質(zhì)的量相同，n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{9，32g}{233g/mol}$=0.04mol，
        2Fe³⁺～I(xiàn)₂～2Na₂S₂O₃
        2         1         2
n（Fe³⁺）=2n（I₂）=n（Na₂S₂O₃）=2.000mol/L×0.03L=0.06mol，
樣品中的n（Fe³⁺）：n（SO₄^2-）=0.06mol：0.04mol=3：2，
故答案為：n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{9，32g}{233g/mol}$=0.04mol，
2Fe³⁺～I(xiàn)₂～2Na₂S₂O₃
2 1 2
n（Fe³⁺）=2n（I₂）=n（Na₂S₂O₃）=2.000mol/L×0.03L=0.06mol，
樣品中的n（Fe³⁺）：n（SO₄^2-）=0.06mol：0.04mol=3：2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)組成實(shí)驗(yàn)測定、溶度積常數(shù)計(jì)算、滴定實(shí)驗(yàn)的過程分析和計(jì)算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．