Question

【題目】黃鉀銨鐵礬[KNH4Fex(SO4)y(OH)z] 不溶于水和稀硫酸，制取流程如下：

請回答下列問題：

（1）溶液X是_______。

（2）在黃鉀銨鐵礬[KNH4Fex(SO4)y(OH)z] 中，x、y、z的代數關系式為_______。

（3）檢驗濾液中是否存 在K+的操作是_______。

（4）黃鉀銨鐵礬的化學式可通過下列實驗測定：

步驟1： 稱取一定質量的樣品加入稀硝酸充分溶解，將所得溶液轉移至容量瓶配制成100.00mL 溶液A。

步驟2： 最取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。

步驟3： 量取25.00mL溶液A,加入足最NaOH溶液，加熱，收集到標準狀下氣體224mL,同時有紅褐色沉淀生成。

步驟4： 將步驟3所得沉淀過濾、洗滌、灼燒，最終得固體4.80g。

①步驟1配制溶液A所需的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外,還需_______。

②根據以上實驗數據計算黃鉀銨鐵礬中的n(OH-)∶n(SO42-)的比值為_______。(寫出必要的計算過程，否則不得分)

Answer 1

【答案】 氨水(或寫"NH3·H2O") 3x+2=2y+z 用潔凈的鉑絲(或鐵絲)蘸取濾液在酒精燈火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察，若火焰呈紫色，則存在K+。(沒有寫“藍色鈷玻璃”不扣分) 100mL容量瓶 n(SO42-)=n(BaSO4)= =0.04 mol，n(NH4+) =n(NH3) ==0.01mol，n(Fe3+)= 2n(Fe2O3)= 2×= 0.06 mol，n(K+)=n(NH4+)=0.01mol ，根據電荷守恒：n(OH-)=n(K+)+n(NH4+)+3n(Fe3+)-2n(SO42-)=0.12mol，n(OH-) ∶n(SO42-)=3∶1

【解析】(1)根據最終產物的組成成分中含有NH4+和OH-，而已知原料K2SO4和Fe2(SO4)3中沒有，所以溶液X為氨水；

(2)根據黃鉀銨鐵礬的分子組成KNH4Fex(SO4)y(OH)z，結合化合價規則即得x、y、z的代數關系式為3x+2=2y+z；

(3)K+的檢驗只有用焰色反應，其操作是用潔凈的鉑絲(或鐵絲)蘸取濾液在酒精燈火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察，若火焰呈紫色，則存在K+；

(4)① 步驟1配制溶液A所需的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還需100mL容量瓶；②根據操作步驟分析可知，加入鹽酸酸化的BaCl2溶液生成9.32g白色固體為BaSO4，即n(BaSO4)=n(SO42-)= = 0.04mol，加入足最NaOH溶液，加熱，收集到標準狀下氣體224mL為NH3，即n(NH4+)=n(NH3)==0.01mol，生成紅褐色沉淀為Fe(OH)3，經洗滌、灼燒，最終得固體4.80g為Fe2O3，所以有n(Fe3+)=2n(Fe2O3) = 2× =0.06mol，由該物質的化學式可知n(K+)=n(NH4+)=0.01mol，再根據電荷守恒：n(OH-)=n(K+)+n(NH4+)+3n(Fe3+)-2n(SO42-)=0.12mol，所以n(OH-)∶n(SO42-)=0.12mol∶0.04mol=3∶1。