Question

【題目】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1.5680 g樣品，準確配成100 mL溶液A。

② 量取25.00 mL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0.4660 g。

③ 再量取25.00 mL溶液A，滴加適量稀硫酸，用0.0200 mol·L－1KMnO4溶液滴定至終點，生成Mn2＋，消耗KMnO4溶液10.00 mL。

(1)已知室溫下BaSO4的Ksp＝1.1×10－10，欲使溶液中c(SO)≤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

【答案】(1)1.1×10－5(2分)

(2)MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O(2分) 溶液變淺紫色(2分)

(3)n(SO)＝n(BaSO4)＝0.466 g/233 g·mol－1＝2.00×10－3 mol(或2.00 mmol)(1分)

n(Fe2＋)＝5×0.020 00 mol·L－1×10.00 mL/1 000 mL·L－1＝1.000×10－3 mol(1分)

n(NH)＝2×2.00×10－3 mol－2×1.000×10－3 mol＝2.000×10－3 mol(1分)

n(H2O)＝(1.568 0 g×25.00 mL/100.00 mL－1.000×10－3mol×152 g·mol－1－1.000×10－3mol×132 g·mol－1)/18 g·mol－1＝6.000×10－3mol(2分)

x∶y∶z＝n(FeSO4)∶n[(NH4)2SO4]∶n(H2O)＝1∶1∶6

化學式為FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O(1分)

【解析】

試題分析：(1)沉淀溶解平衡常數Ksp=c(SO42-)c(Ba2+ )，c(Ba2+ )=，當c(SO42-)≤1.0×10-5 molL-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；滴入最后一滴KMnO4時，溶液由無色變為淺紫色，且半分鐘內不變色；

(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 0molL-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]×1/18=6.0×10-3，所以x：y：z=1：1：6，化學式為：FeSO4(NH4)2SO46H2O．

答：樣品的組成為FeSO4(NH4)2SO46H2O。