Question

4．某研究小组同学通过下列流程制取不溶于水和稀琉酸的黄钾铵铁矾[KNH₄Fe_x（SO₄）_y（OH）_z]，并通过实验测定样品中黄钾铵铁矾的有关组成．

实验测定：
①称取一定质量的样品加入稀盐酸中充分溶解，将所得溶液转移至容器瓶并配制成l00.00mL 溶液A．
②量取25.00mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体9.32g．
③量取25.00mL溶液A，加入足量KI，用2.000mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液进行滴定（已知反应为I₂+2Na₂S₂O₃═2NaI+Na₂S₄O₆，消耗30.00mL Na₂S₂O₃溶液至终点．
（1）在[KNH₄Fe_x（SO₄）_y（OH）_z]中x、y、z的代数关系式为3x+2=2y+z．
（2）若加入H₂SO₄将pH调节为2，则溶液c（Fe³⁺ ）应为0.04 mol•L^-1（已知Ksp[Fe（OH）₃]）=4.0x10^-38）
（3）实验测定②，检验沉淀是否完全的方法是静置，取生成沉淀后的上层清液1-2ml，滴加用盐酸酸化的氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则表明沉淀已完全．
（4）根据以上实验数据计算样品中的n（Fe³⁺）：n（SO₄^2-）（写出计算过程）n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{9，32g}{233g/mol}$=0.04mol，
2Fe³⁺～I₂～2Na₂S₂O₃
2 1 2
n（Fe³⁺）=2n（I₂）=n（Na₂S₂O₃）=2.000mol/L×0.03L=0.06mol，
样品中的n（Fe³⁺）：n（SO₄^2-）=0.06mol：0.04mol=3：2．

Answer 1

分析 （1）化合物中元素化合价代数和为0计算得到；
（2）若加入H₂SO₄将pH调节为2，c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-2}}$=10^-12mol/L，结合溶度积常数计算 铁离子浓度；
（3）取沉淀后的上层清液再加入盐酸酸化的氯化钡溶液观察是否生成沉淀判断；
（4）计算25ml溶液中铁离子和硫酸根离子物质的量之比，其中硫酸根离子物质的量和硫酸钡物质的量相同，铁离子物质的量计算依据滴定过程中发生的化学反应定量关系计算，2Fe³⁺～I₂～2Na₂S₂O₃；

解答 解：（1）在[KNH₄Fe_x（SO₄）_y（OH）_z]中，K元素化合价+1价，N元素化合价-3价，H元素化合价+1价，SO₄^2-化合价代数和为-2价，OH^-化合价代数和为-1价，+1+（-3）+（+1）×4++3x+（-2y）+（-1×z）=0，x、y、z的代数关系式为：3x+2=2y+z，
故答案为：3x+2=2y+z；
（2）若加入H₂SO₄将pH调节为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，
故答案为：0.04；
（3）实验测定②，检验沉淀是否完全的方法是：静置，取生成沉淀后的上层清液1-2ml，滴加用盐酸酸化的氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则表明沉淀已完全，
故答案为：静置，取生成沉淀后的上层清液1-2ml，滴加用盐酸酸化的氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则表明沉淀已完全；
（4）①称取一定质量的样品加入稀盐酸中充分溶解，将所得溶液转移至容器瓶并配制成l00.00mL 溶液A．
②量取25.00mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体9.32g．
③量取25.00mL溶液A，加入足量KI，用2.000mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液进行滴定（已知反应为I₂+2Na₂S₂O₃═2NaI+Na₂S₄O₆，消耗30.00mL Na₂S₂O₃溶液至终点．
25ml溶液中硫酸根离子物质的量和硫酸钡物质的量相同，n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{9，32g}{233g/mol}$=0.04mol，
        2Fe³⁺～I₂～2Na₂S₂O₃
        2         1         2
n（Fe³⁺）=2n（I₂）=n（Na₂S₂O₃）=2.000mol/L×0.03L=0.06mol，
样品中的n（Fe³⁺）：n（SO₄^2-）=0.06mol：0.04mol=3：2，
故答案为：n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{9，32g}{233g/mol}$=0.04mol，
2Fe³⁺～I₂～2Na₂S₂O₃
2 1 2
n（Fe³⁺）=2n（I₂）=n（Na₂S₂O₃）=2.000mol/L×0.03L=0.06mol，
样品中的n（Fe³⁺）：n（SO₄^2-）=0.06mol：0.04mol=3：2．

点评 本题考查了物质组成实验测定、溶度积常数计算、滴定实验的过程分析和计算应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．