Question

為測定一種復合氧化物型的磁性粉末的組成，稱取12.52 g樣品，將其全部溶于過量稀硝酸后，配成100 mL溶液。取其一半，加入過量K₂SO₄溶液，生成白色沉淀，經過濾、洗滌、烘干得4.66 g固體。在余下的50 mL溶液中加入少許KSCN溶液，顯紅色，如果加入過量NaOH溶液，則生成紅褐色沉淀，將沉淀過濾、洗滌、灼熱得3.2 g固體。?

（1）計算磁性粉末材料中含氧元素的質量分數。?

（2）確定該材料的化學式。?

Answer 1

從實驗可知該復合材料中含有Ba、Fe、O三種元素。設其中Ba ²⁺質量為x，則：

  Ba ²⁺   +  SO══BaSO₄↓

137 g                         233 g?

x?　　　　　      4.66 g　解得：x=5.48 g?

設含鐵元素的質量為y,則?

  2Fe～2Fe(OH)₃～Fe₂O₃

112 g                    160 g?

y?　　　　      3.2 g　　解得：y=4.48 g?

則氧元素的質量為：12.52 g-4.48 g-5.48 g=2.56 g

（1）w(O)=×100%=20.45%

(2)n(Ba)∶n(Fe)∶n(O)=∶∶=1∶2∶4

故化學式為：BaFe₂O₄(或BaO·Fe₂O₃)

解析：由題意知：4.66 g固體為BaSO₄，則n(Ba ²⁺)=n(BaSO₄)=4.66 g233 g·mol ^-1=0.020 0 mol

3.2 g固體為Fe₂O₃，則n(Fe ³⁺)=2n(Fe₂O₃)=2×3.2 g160 g·mol ^-1=0.040 0 mol?

則?m(O)=12.52 g-(0.020 0 mol×137 g·mol ^-1+0.040 0 mol×56 g·mol ^-1)=2.56 g。??w(O)=×100%=20.45%?

?n（Ba）=n(Fe)∶n(O)=0.020 0mol∶0.040 0 mol∶2.56 g×1216 g·mol ^-1=1∶2∶4,?

化學式為BaFe₂O₄或BaO·Fe₂O₃。