Question

（2011?常州三模）黄色固体聚合硫酸铁（SPFS）是一种重要的无机高分子絮凝剂，极易溶于水，作为工业和生活污水处理等领域具有重要的应用．SPFS可表示成Fe_x（OH）_y（SO₄）_z?nH₂O．工业上常用的一种制备流程为：
在SPFS的多个质量指标中，盐基度是重要的质量指标之一，盐基度定义为：盐基度=n（OH^-）/3n（Fe）×100%．式中n（OH^-）、n（Fe）分别表示固体聚合硫酸铁中OH^-和Fe的物质的量．试回答下列问题．
（1）写出在酸性介质中用NaClO₃氧化FeSO₄?7H₂O的离子方程式．
（2）取7.51g某固体聚合硫酸铁溶解于水，向其中加入过量的BaCl₂溶液到沉淀完全，经过滤、洗涤、干燥得白色沉淀10.48g，向上述滤液中加入NH₃?H₂O，调节溶液pH=6，经过滤、洗涤、干燥得Fe₂O₃固体2.80g．试计算该固体聚合硫酸铁的盐基度．
（3）计算出该固体聚合硫酸铁样品的化学式．

Answer 1

分析：（1）氯酸根离子具有氧化性，亚铁离子具有还原性，据此来书写方程式；
（2）根据铁元素、硫酸根离子的守恒关系来确定含量，据已知信息计算盐基度；
（3）根据原子守恒和质量守恒来计算．

解答：解：（1）氯酸根离子具有氧化性，亚铁离子具有还原性，二者发生的氧化还原反应为：
6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺═6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O，
答：6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺═6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
（2）根据生成氧化铁的量可以计算得：n（Fe）=

2.8g

160g/mol

×2=0.035mol，取7.51g某固体聚合硫酸铁溶解于水，向其中加入过量的BaCl₂溶液到沉淀完全，经过滤、洗涤、干燥得白色沉淀10.48g，即为硫酸钡沉淀的质量是10.48g，
所以n（SO₄^2-）=

10.48g

233g/mol

=0.045mol，所以n（OH^-）=3×n（Fe）-2×n（SO₄^2-）=3×0.035-2×0.045=0.015mol，则盐基度=

n(OH-)

3n(Fe)

×100%=

0.015mol

3×0.035mol

×100%=14.29%，
答：该固体聚合硫酸铁的盐基度是14.29%；
（3）根据质量守恒可以得出Fe_x（OH）_y（SO₄）_z?nH₂O中水的量n（H₂O）=（7.51g-0.035mol×56g?mol^-1-0.045mol×96 g?mol^-1-0.015mol×17 g?mol^-1）/18 g?mol^-1=0.054mol，又知道：n（Fe）=0.035mol，n（OH^-）=0.015mol，n（SO₄^2-）=0.045mol，化学式中各元素的物质的量之比等于其个数值比，即化学式：Fe₃₅（OH）₁₅（SO₄）₄₅?54H₂O，
答：该固体聚合硫酸铁样品的化学式为Fe₃₅（OH）₁₅（SO₄）₄₅?54H₂O．

点评：本题是一道计算知识的题目，考查学生分析和解决问题的能力，综合性较强，难度大．