Question

将3.96g组成为X₂YZ₄的盐（不是复盐）溶于水，滴加适量稀硫酸酸化后，再加入2.24g还原铁粉，恰好完全反应生成Fe²⁺，此过程中没有氢气生成．向反应后的溶液中加入足量的KOH溶液至刚好将Fe²⁺完全沉淀；将沉淀过滤、洗涤并充分灼烧，得红棕色固体4.80g；将滤液在一定条件下蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的含氧酸盐（不是复盐）13.92g．
（1）红棕色固体的化学式为

 

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（2）组成为X₂YZ₄的盐中是否含有铁元素和钾元素？通过计算说明．

 

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Answer 1

分析：（1）向反应后的溶液中加入足量的KOH溶液至刚好将Fe²⁺完全沉淀生成了氢氧化亚铁，将沉淀过滤、洗涤并充分灼烧，最终得到红棕色固体为氧化铁；
（2）根据加入的还原铁粉的物质的量及氧化铁中含有的铁元素的物质的量可以判断X₂YZ₄的盐中含有铁元素；再根据加入氢氧化钾的物质的量引进的钾离子与最后得到硫酸钾中钾离子的物质的量进行判断是否含有钾离子．

解答：（1）KOH溶液至刚好将Fe²⁺完全沉淀，该沉淀为氢氧化亚铁，将沉淀过滤、沉淀、灼烧后得到的红棕色的固体为Fe₂O₃，
故答案为：Fe₂O₃ ；
（2）加入的铁粉物质的量为：

2.24g

56g/mol

=0.04mol，而4.80gFe₂O₃中含铁的物质的量为：

4.80g

160g/mol

×2=0.06mol，0.06mol＞0.04mol，故X₂YZ₄的盐中含有铁元素；将滤液在一定条件下蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的含氧酸盐，由于滴加硫酸酸化、所以原盐中含有的阴离子为硫酸根离子，加入氢氧化钾使亚铁离子生成沉淀，所以得到的固体为硫酸钾；13.92g K₂SO₄中K⁺的物质的量为

13.92g

174g/mol

×2=0.16mol，而沉淀Fe²⁺所用KOH的物质的量为0.06×2=0.12mol，0.16＞0.12，故X₂YZ₄的盐中含有钾元素，
故答案为：加入的铁粉物质的量为：

2.24g

56g/mol

=0.04mol，而4.80gFe₂O₃中含铁的物质的量为：

4.80g

160g/mol

×2=0.06mol，0.06mol＞0.04mol，故X₂YZ₄的盐中含有铁元素；13.92g K₂SO₄中K⁺的物质的量为

13.92g

174g/mol

×2=0.16mol，而沉淀Fe²⁺所用KOH的物质的量为0.06×2=0.12mol，0.16＞0.12，故X₂YZ₄的盐中含有钾元素．

点评：本题考查了复杂化合物的化学式确定，题目难度中等，根据题中信息判断红棕色固体为氧化铁，根据质量守恒判断溶液中是否含有铁离子、钾离子．