Question

【题目】绿矾（FeSO47H2O）硫酸法生产一种稀有金属产品过程中产出的副产品，产品外观为淡绿色或淡黄绿色结晶固体．加入适量可调节碱性水中的pH，与水中悬浮物有机结合，并加速沉淀，主要应用于水质净化和工业废水处理，同时具有杀菌作用．
（1）98% 1.84g/cm3的浓硫酸在稀释过程中，密度下降，当稀释至50%时，密度为1.4g/cm3 ， 50%的硫酸物质的量浓度为（保留两位小数），50%的硫酸与30%的硫酸等体积混合，混合酸的浓度为（填＞、＜、=“）40%“．
（2）实际生产用20%发烟硫酸（100克发烟硫酸含SO320克）配制稀硫酸，若用SO3nH2O表示20%的发烟硫酸，则n=（保留两位小数）．
（3）绿矾在空气中容易被部分氧化为硫酸铁，现取7.32克晶体溶于稀盐酸后，加入足量的BaCl2溶液，过滤得沉淀9.32克；再通入112mL（标准状况）氯气恰好将Fe2+完全氧化，推测晶体的化学式为 ．
（4）硫酸亚铁铵[（NH4）2SO4FeSO46H2O]（俗称莫尔盐），较绿矾稳定，在分析化学中常用来配制Fe2+的标准溶液，用此Fe2+的标准溶液可以测定剩余稀硝酸的量．现取8.64克Cu2S和CuS的混合物用200mL 2mol/L稀硝酸溶液处理，发生反应如下： 10NO3﹣+3Cu2S+16H+=6Cu2++10NO↑+3SO42﹣+8H2O
8NO3﹣+3CuS+8H+=3Cu2++3SO42﹣+8NO↑+4H2O
剩余的稀硝酸恰好与V mL 2mol/L （NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反应．
已知：NO3﹣+3Fe2++4H+=NO↑+3Fe3++2H2O
①V值范围 ．

Answer 1

【答案】
（1）7.14mol?L﹣1；＞
（2）0.77
（3）FeSO4?Fe2（SO4）3?10H2O
（4）42～60mL
【解析】解：（1）密度为1.4g/cm3、质量分数为50%的硫酸物质的量浓度为： mol/L≈7.14mol/L；假如50%的硫酸与30%的硫酸密度相同，则混合后硫酸的质量分数为40%，由于50%的硫酸的密度大于30%的硫酸，所以混合后溶液中硫酸的质量偏大，硫酸的质量分数大于40%，所以答案是：7.14 molL﹣1；＞；（2）20%发烟硫酸可表示为SO3nH2O，通过整理即为：nH2SO4（1﹣n）SO3 ， 根据20%发烟硫酸中H2SO4和SO3的质量关系可得：98n：80（1﹣n）=（1﹣20%）：20%，解得n=0.77，所以答案是：0.77；（3）硫酸钡的物质的量为： =0.04mol，即n（FeSO4）+3n（Fe2（SO4）3）=0.04mol，标况下112mL氯气的物质的量为： =0.005mol，根据反应关系式2Fe2+～Cl2可知，硫酸亚铁的物质的量为：n（FeSO4）=n（Fe2+）=2n（Cl2）0.01mol，则3n（Fe2（SO4）3）=0.04mol﹣0.01mol=0.03mol，7.32克晶体中结晶水的质量为：m（H2O）=7.32g﹣152g/mol×0.01mol﹣400g/mol×0.01mol=1.8g，结晶水的物质的量为：n（H2O）= =0.1mol，所以绿矾晶体中硫酸亚铁、硫酸铜、水的物质的量之比为0.01mol：0.01mol：0.1mol=1：1：10，所以晶体的化学式为：FeSO4Fe2（SO4）310H2O，所以答案是：FeSO4Fe2（SO4）310H2O；（4）①硝酸的物质的量为：0.20L×2mol/L=0.4mol，假设固体混合物全部为Cu2S，则n（Cu2S）= =0.054mol，需要是硝酸的物质的量为x，

10NO3﹣+	3Cu2S+	16H+	→	6Cu2++	10NO↑+	3SO42﹣+	8H2O
	3	16
	0.054mol	x

x= =0.288mol，
剩余的硝酸的物质的量为：0.4mol﹣0.288mol=0.112mol，
0.112mol硝酸和（NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反应．

NO3﹣+	3Fe2++	4H+	→	NO↑+	3Fe3++	2H2O
	3mol	4
	1×10﹣3VL×2mol/L	0.112mol

解得V=42，假设固体混合物全部为CuS，则n（CuS）= =0.09mol，需要硝酸的物质的量为y，

8NO3﹣+	3CuS+	8H+	→	3Cu2++	3SO42﹣+	8O↑+	4H2O
	3	8
	0.09mol	y

y= =0.24mol
剩余的硝酸的物质的量为：0.4mol﹣0.24mol=0.16mol．
0.112mol硝酸和（NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反应．

NO3﹣+	3Fe2++	4H+	→	NO↑+	3Fe3++	2H2O
	3mol	4
	1×10﹣3VL×2mol/L	0.16mol

1×10﹣3VL×2mol/L 0.16mol
解得V=60，
所以V值范围为：42＜V＜60，
所以答案是：42～60mL．