Question

17．某結(jié)晶水合物含有兩種陽離子（Fe²⁺ 和NH₄⁺）和一種陰離子（SO₄^2-）．
（1）證明結(jié)晶水合物中含有Fe²⁺，按如下步驟進(jìn)行操作：
第一步：對試樣進(jìn)行觀察：
說明試樣中可能含有Fe²⁺ 存在的外觀特征是固體顏色為淺綠色，
第二步：取少量試樣配成溶液：
為防止配成的溶液出現(xiàn)渾濁，試樣應(yīng)用稀酸溶液配制，理由是（用離子方程式表示）Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，
第三步：證明試樣中含有Fe²⁺：
取少許試樣的溶液于試管中，先滴加KSCN溶液，觀察到無現(xiàn)象，再向試管中滴加氯水，觀察到溶液變紅色，證明試樣中一定含有Fe²⁺．
（2）確定該結(jié)晶水合物的化學(xué)式：
稱取兩份質(zhì)量均為 1.96g 的該結(jié)晶水合物，分別制成溶液．一份加入足量Ba（OH）₂溶液，用稀鹽酸處理沉淀物，經(jīng)洗滌和干燥，得到白色固體 2.33g．另一份加入含0.001mol KMnO₄ 的酸性溶液，MnO₄^- 恰好完全被還原為Mn²⁺．則該結(jié)晶水合物的化學(xué)式為（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O；[或（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]．

Answer 1

分析 （1）第一步：對試樣進(jìn)行觀察Fe²⁺ 離子是淺綠色；
第二步：取少量試樣配成溶液，為防止配成的溶液出現(xiàn)渾濁，試樣應(yīng)用稀酸溶液配制，抑制鐵離子的水解，鐵離子水解的離子方程式為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；
第三步：證明試樣中含有Fe²⁺，先滴加KSCN溶液，無現(xiàn)象，滴加氯水觀察到溶液呈紅色證明含亞鐵離子；
（2）確定該結(jié)晶水合物的化學(xué)式：
稱取兩份質(zhì)量均為 1.96g 的該結(jié)晶水合物，分別制成溶液．一份加入足量Ba（OH）₂溶液，用稀鹽酸處理沉淀物，經(jīng)洗滌和干燥，得到白色固體 2.33g．計(jì)算得到含硫酸根離子物質(zhì)的量，另一份加入含0.001mol KMnO₄ 的酸性溶液，MnO₄^- 恰好完全被還原為Mn²⁺．結(jié)合反應(yīng)的離子方程式計(jì)算亞鐵離子物質(zhì)的量，結(jié)晶水合物含有兩種陽離子（Fe²⁺ 和NH₄⁺）和一種陰離子（SO₄^2-），依據(jù)電荷守恒、質(zhì)量守恒計(jì)算所含銨根離子物質(zhì)的量和結(jié)晶水物質(zhì)的量，據(jù)此計(jì)算得到化學(xué)式．

解答 解：（1）第一步：對試樣進(jìn)行觀察Fe²⁺ 離子是淺綠色，說明試樣中可能含有Fe²⁺ 存在的外觀特征是：固體顏色為淺綠色，
故答案為：固體顏色為淺綠色；
第二步：取少量試樣配成溶液，為防止配成的溶液出現(xiàn)渾濁，試樣應(yīng)用稀酸溶液配制，抑制鐵離子的水解，鐵離子水解的離子方程式為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，
故答案為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；
第三步：證明試樣中含有Fe²⁺，先滴加KSCN溶液，無現(xiàn)象，滴加氯水觀察到溶液呈紅色證明含亞鐵離子，
故答案為：KSCN溶液；無現(xiàn)象；氯水；溶液變紅色；
（2）確定該結(jié)晶水合物的化學(xué)式：
稱取兩份質(zhì)量均為 1.96g 的該結(jié)晶水合物，分別制成溶液．一份加入足量Ba（OH）₂溶液，用稀鹽酸處理沉淀物，經(jīng)洗滌和干燥，得到白色固體 2.33g．計(jì)算得到含硫酸根離子物質(zhì)的量=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，另一份加入含0.001mol KMnO₄ 的酸性溶液，MnO₄^- 恰好完全被還原為Mn²⁺．結(jié)合反應(yīng)的離子方程式計(jì)算亞鐵離子物質(zhì)的量，
MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
1               5
0.001mol    0.005mol
原晶體中含亞鐵離子物質(zhì)的量0.005mol，
依據(jù)陰陽離子電荷守恒得n（NH₄⁺）+2n（Fe²⁺）=2n（SO₄^2-），
n（NH₄⁺）=2×0.01mol-2×0.005mol=0.01mol
所以結(jié)晶水合物中水的質(zhì)量為：1.96g-0.01mol×18g/mol-0.005mol×56g/mol-0.01×96g/mol=0.54g，
n（H₂O）=$\frac{0.54g}{18g/mol}$=0.03mol，
所以，1.96g的該結(jié)晶水合物中：
n（NH₄⁺）：n（Fe²⁺）：n（SO₄^2-）：n（H₂O）=0.01mol：0.005mol：0.01mol：0.03mol=2：1：2：6，
該結(jié)晶水合物的化學(xué)式為：（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O；[或（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]，
故答案為：（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O；[或（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]．

點(diǎn)評 本題考查離子的檢驗(yàn)和推斷，題目難度中等，注意從守恒的角度推斷結(jié)晶水合物的化學(xué)式．