Question

某結(jié)晶水合物含有兩種陽離子和一種陰離子．稱取質(zhì)量為1.96g的該結(jié)晶水合物，配成溶液．加入足量Ba（OH）₂溶液并加熱該混合物，生成白色沉淀，隨即沉淀變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色，標況下產(chǎn)生224mL能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體；將沉淀過濾、洗滌并灼燒至恒重，得到固體粉末2.73g；用足量稀鹽酸處理上述粉末，洗滌和干燥后得到白色固體2.33g．
（1）該結(jié)晶水合物含有的兩種陽離子是

Fe²⁺

和

NH₄⁺

，陰離子是

SO₄^2-

．寫出導(dǎo)致白色沉淀顏色變化的反應(yīng)化學(xué)方程式：

4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃

．
（2）試通過計算確定該結(jié)晶水合物的化學(xué)式

（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O

．

Answer 1

分析：一份加入足量Ba（OH）₂溶液，生成白色沉淀，隨即沉淀變?yōu)榛揖G色，最后帶有紅褐色，說明含有Fe²⁺離子，加熱該混合物，逸出0.224L（標準狀況）能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，說明含有NH₄⁺，將沉淀過濾、洗滌并灼燒至恒重，得到固體粉末2.73g，分析反應(yīng)過程可知得到固體粉末為硫酸鋇和氧化鐵的質(zhì)量；用稀鹽酸處理沉淀物，經(jīng)洗滌和干燥，得到白色固體2.33g，說明含有SO₄^2-，根據(jù)各物質(zhì)的量和所發(fā)生的氧化還原反應(yīng)進一步推斷可能的化學(xué)式．

解答：解：（1）一份加入足量Ba（OH）₂溶液，生成白色沉淀，隨即沉淀變?yōu)榛揖G色，最后帶有紅褐色，說明含有Fe²⁺離子，加熱該混合物，逸出0.224L（標準狀況）能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，說明含有NH₄⁺，用稀鹽酸處理上述粉末，洗滌和干燥，得到白色固體2.33g，說明含有SO₄^2-，白色沉淀顏色變化的反應(yīng)化學(xué)方程式是氫氧化亞鐵被氧氣氧化為氫氧化鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案為：Fe²⁺；NH₄⁺；SO₄^2-；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（2）由題中信息可知1.96g的該結(jié)晶水合物中：
n（NH₄⁺）=

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，質(zhì)量為：m（NH₄⁺）=0.01mol×18g/mol=0.18g，
n（SO₄^2-）=

2.33g

233g/mol

=0.01mol，質(zhì)量為：m（SO₄^2-）=0.01mol×96g/mol=0.96g，
將沉淀過濾、洗滌并灼燒至恒重，得到固體粉末2.73g為硫酸鋇和氧化鐵的質(zhì)量，m（BaSO₄）=2.33g，m（Fe₂O₃）=2.73g-2.33g=0.4g；
n（Fe₂O₃）=

0.4g

160g/mol

=0.0025mol；
即Fe²⁺的物質(zhì)的量為0.005mol，質(zhì)量為：0.005mol×56g/mol=0.28g，
所以結(jié)晶水合物中水的質(zhì)量為：1.96g-0.18g-0.96g-0.28g=0.54g，n（H₂O）=

0.54g

18g/mol

=0.03mol，
所以，1.96g的該結(jié)晶水合物中：
m（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]．

點評：本題考查離子的檢驗和推斷，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．