Question

摩尔盐[xFeSO₄?y（NH₄）2SO₄?zH₂O]是一种重要化工原料．其组成可通过下列实验测定：
①称取1.568 0g样品，准确配成100mL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0.466 0g．
③再量取25.00mL溶液A，滴加适量稀硫酸，用0.020 0mol?L^-1 KMnO₄溶液滴定至终点，生成Mn²⁺，消耗KMnO4溶液10.00mL．
（1）已知室温下BaSO₄的Ksp=1.1×10^-10，欲使溶液中c（S）≤1.0×10^-5 mol?L^-1，应保持溶液中c（Ba²⁺ ）≥______mol?L^-1．
（2）③中发生反应的离子方程式为______，滴定终点的现象是______．
（3）通过计算确定样品的组成（必须写出计算过程）．

Answer 1

解：（1）沉淀溶解平衡常数Ksp=c（SO₄^2-）?c（Ba²⁺ ），c（Ba²⁺ ）=，当c（SO₄^2-）≤1.0×10^-5 mol?L^-1，所以溶液中c（Ba²⁺ ）≥1.1×10^-5mol/L，故答案为：1.1×10^-5；
（2）在酸性环境下，高猛酸根离子可以将亚铁离子氧化为三价铁离子，即MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案为：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；溶液变为浅紫色；
（3）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0.4660g．根据硫酸根离子守恒，硫酸根离子的物质的量和硫酸钡的物质的量是相等的，即为：=0.002mol，取25.00mL溶液A，滴加适量稀硫酸，用0.020 0mol?L^-1 KMnO₄溶液滴定至终点，生成Mn²⁺，消耗KMnO4溶液10.00mL，所以亚铁离子的物质的量为：5×0.02-1×10×10^-3=1×10^-3mol，铵根离子的物质的量为：2×2.0×10^-3-2×1.0×10^-3=2×10^-3（mol），根据质量守恒，水的物质的量：[1.5680g×-1.0×10^-3-3mol×152g/mol-1.0×10^-3×132g/mol]×=6.0×10^-3，所以x：y：z=1：1：6，化学式为：FeSO₄?（NH₄）₂SO₄?6H₂O．
答：样品的组成为FeSO₄?（NH₄）₂SO₄?6H₂O．
分析：（1）根据沉淀溶解平衡常数Ksp=c（SO₄^2-）?c（Ba²⁺ ）来计算；
（2）在酸性环境下，高猛酸根离子可以将亚铁离子氧化为三价铁离子；
（3）根据高猛酸根离子和亚铁离子的化学方程式，据高猛酸根离子的量来确定亚铁离子的量，根据元素守恒确定样品的组成情况．
点评：本题涉及中和滴定、沉淀溶解平衡以及守恒法来确定物质的分子式等知识的综合考查题，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度大．