Question

【題目】濕法煉鋅產生的黃銨鐵礬[(NH4)xFey(SO4)z(OH)w]渣的綜合利用具有廣泛前景。

（1）黃銨鐵礬高溫下分解可得到一種紅棕色固體，該紅棕色固體的化學式為______________。

（2）在酸性媒介中，黃銨鐵礬對H2O2氧化去除水溶液中的MB(對亞甲基藍)有催化作用。反應溫度高于80℃時MB的去除率下降，其原因可能是__________________________________。

（3）為測定某黃銨鐵礬樣品的組成，進行下列實驗：

① 取一定量黃銨鐵礬樣品，將其溶于少量稀鹽酸中，再加水稀釋至250.00 mL，得到溶液A。

② 取25.00 mL溶液A，加足量的NaOH溶液并充分加熱，生成NH3 224mL(標準狀況)，將產生的沉淀過濾、洗滌，濾液合并后加入足量的BaCl2溶液，生成白色沉淀4.66 g。

③ 另取25.00 mL溶液A，用SnCl2將Fe3＋還原為Fe2＋，再用HgCl2除去過量的SnCl2，最后用0.2000 mol·L－1 K2Cr2O7標準溶液滴定至終點(Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋＝2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O)，消耗標準溶液25.00 mL。通過計算確定該樣品的化學式(寫出計算過程)。_______________

Answer 1

【答案】Fe2O3 H2O2發(fā)生分解（或催化劑黃銨鐵礬活性降低） n(NH4+)=n(NH3)=224×10-3L/22.4(Lmol-1)=0.01mol，n(SO42-)= n(BaSO4)=4.66g/233(gmol-1)=0.02mol，根據Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，n(Fe3+)= n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×0.2000 mol·L－1×25.00×10-3L=0.03mol，根據電荷守恒：n(OH-)=3n(Fe3+) + n(NH4+) - 2n(SO42-)=3×0.03mol+0.01mol-2×0.02mol=0.06mol，x:y:z:w= n(NH4+): n(Fe3+): n(SO42-): n(OH-)=1:3:2:6。黃銨鐵礬的化學式為(NH4)4Fe3(SO4)2(OH)6

【解析】

(1)紅棕色的固體可能為Fe2O3；

(2)溫度升高，H2O2的分解速率加快，使MB的去除率下降，也可從催化劑角度考慮；

(3)確定黃銨鐵礬樣品的化學式，可求出n(NH4+): n(Fe3+): n(SO42-): n(OH-)，即可得到答案；

(1)根據原子守恒可以判斷，該紅棕色的固體為Fe2O3；

(2)溫度稍高，可加快反應速率，但溫度太高H2O2的分解速率也加快，或催化劑黃銨鐵礬活性降低；

(3)題干要求黃銨鐵礬的化學式，可求出n(NH4+): n(Fe3+): n(SO42-): n(OH-)，即可得到答案。n(NH4+)=n(NH3)=224×10-3L/22.4(Lmol-1)=0.01mol，n(SO42-)= n(BaSO4)=4.66g/233(gmol-1)=0.02mol，根據Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，n(Fe3+)= n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×0.2000 mol·L－1×25.00×10-3L=0.03mol，根據電荷守恒：n(OH-)=3n(Fe3+) + n(NH4+) - 2n(SO42-)=3×0.03mol+0.01mol-2×0.02mol=0.06mol，x:y:z:w= n(NH4+): n(Fe3+): n(SO42-): n(OH-)=1:3:2:6。黃銨鐵礬的化學式為(NH4)4Fe3(SO4)2(OH)6。