Question

黄钾铵铁矾[KNH₄Fe_x(SO₄)_y(OH)_z]不溶于水和稀硫酸，制取黄钾铵铁矾的示意图如下：

（1）溶液X是________。

（2）检验滤液中是否存在K^＋的操作是________________________。

（3）黄钾铵铁矾的化学式可通过下列实验测定：

①称取一定质量的样品加入稀硝酸充分溶解，将所得溶液转移至容量瓶并配制成100.00 mL溶液A。

②量取25.00 mL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9.32 g。

③量取25.00 mL溶液A，加入足量NaOH溶液，加热，收集到标准状况下气体224 mL，同时有红褐色沉淀生成。

④将步骤③所得沉淀过滤、洗涤、灼烧，最终得固体4.80 g。

通过计算确定黄钾铵铁矾的化学式(写出计算过程)。

 

Answer 1

【答案】

（1）氨水（或NH₃·H₂O）；（2）用洁净的铂丝（或铁丝）蘸取滤液在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色的钴玻璃观察，若火焰呈紫色，则存在K^＋；

（3）黄钾铵铁矾的化学式为KNH₄Fe₆(SO₄)₄(OH)₁₂。

【解析】（1）制取黄钾铵铁矾的示意图及黄钾铵铁矾[KNH₄Fex（SO₄）y（OH）z]组成，可以可知加入X是氨水，以便生成黄钾铵铁矾，

（2）通过焰色反应检验钾离子存在情况，方法为：用洁净的铂丝（或铁丝）蘸取滤液在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色的钴玻璃观察，若火焰呈紫色，则存在K^＋，

（3）②的沉淀为硫酸钡，硫酸钡的物质的量就等于溶液中硫酸根的物质的量：n（SO₄^2－）=n（BaSO₄）==0.04 mol③所得气体为氨气，溶液中铵离子物质的量就等于氨气的物质的量：n（NH₄^＋）=n（NH₃）==0.01 mol,④最终得到的固体是氧化铁，根据铁原子守恒，溶液中的铁离子物质的量为：n（Fe^3＋）=2n（Fe₂O₃）=2×=0.06 mol

黄钾铵铁矾[KNH₄Fex（SO₄）y（OH）z]中，n（K^＋）=n（NH₄^＋）=0.01 mol，

根据电荷守恒：n（OH^－）=n（K^＋）+n（NH₄^＋）+3n（Fe^3＋）-2n（SO₄^2－）=0.12 mol

n（K^＋）：n（NH₄^＋）：n（Fe^3＋）：n（SO₄^2－）：n（OH^－）=1：1：6：4：12

黄钾铵铁矾的化学式为KNH₄Fe₆（SO₄）₄（OH）₁₂，

考点：制备实验方案的设计；复杂化学式的确定