Question

15．某研究小組同學通過下列流程制取不溶于水和稀硫酸的黃鉀銨鐵礬1KNH₄Fe_x（OH）_y（SO₄）_z]，并通過實驗測定樣品中黃鉀銨鐵礬的有關組成．

實驗測定：
①稱取一定質量的樣品加入稀鹽酸中充分溶解，將所得溶液轉移至容量瓶并配制成l00mL溶液A；
②量取25.00mL溶液A，加入鹽酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，過濾、洗滌、干燥至恒重，得到白色固體4.66g；
③量取25.00mL溶液A，加入足量KI，用1.000mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液進行滴定（已知反應為I₂+2Na₂S₂O₃═2NaI+Na₂S₄O₆），消耗30.00mL Na₂S₂O₃溶液至終點．
（1）在1KNH₄Fe_x（OH）_y（SO₄）_z]中x、y、z的代數(shù)關系式為3x+2=2y+z．
（2）過濾所需要的主要玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒．
（3）寫出實驗測定③中加入足量KI反應的離子方程式2Fe³⁺+2I^-=I₂+2Fe²⁺．
（4）根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)計算樣品中的n（SO₄^2-）：n（Fe³⁺）．（寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）化合物中元素化合價代數(shù)和為0計算得到；
（2）結合過濾操作選作需要的玻璃儀器；
（3）量取25.00mL溶液A，加入足量KI，發(fā)生氧化還原反應，鐵離子以后碘離子為碘單質；
（4）計算25ml溶液中鐵離子和硫酸根離子物質的量之比，其中硫酸根離子物質的量和硫酸鋇物質的量相同，鐵離子物質的量計算依據(jù)滴定過程中發(fā)生的化學反應定量關系計算，2Fe³⁺～I₂～2Na₂S₂O₃；

解答 解：（1）在[KNH₄Fe_x（SO₄）_y（OH）_z]中，K元素化合價+1價，N元素化合價-3價，H元素化合價+1價，SO₄^2-化合價代數(shù)和為-2價，OH^-化合價代數(shù)和為-1價，+1+（-3）+（+1）×4++3x+（-2y）+（-1×z）=0，x、y、z的代數(shù)關系式為：3x+2=2y+z，
故答案為：3x+2=2y+z；
（2）過濾所需要的主要玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒，
故答案為|；燒杯、漏斗、玻璃棒；
（3）量取25.00mL溶液A，加入足量KI，發(fā)生氧化還原反應，鐵離子以后碘離子為碘單質，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+2I^-=I₂+2Fe²⁺，
故答案為：2Fe³⁺+2I^-=I₂+2Fe²⁺；
（4）25ml溶液中硫酸根離子物質的量和硫酸鋇物質的量相同，n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，
2Fe³⁺～I₂～2Na₂S₂O₃
  2           1          2
n（Fe³⁺）=2n（I₂）=n（Na₂S₂O₃）=1.000mol/L×0.03L=0.03mol，
樣品中的n（SO₄^2-）：n（Fe³⁺）=0.02mol：0.03mol=2：3，
故答案為：n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，
2Fe³⁺～I₂～2Na₂S₂O₃
2 1 2
n（Fe³⁺）=2n（I₂）=n（Na₂S₂O₃）=1.000mol/L×0.03L=0.03mol，
樣品中的n（SO₄^2-）：n（Fe³⁺）=0.02mol：0.03mol=2：3．

點評 本題考查了物質組成實驗測定、氧化還原反應計算、滴定實驗的過程分析和計算應用，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．