Question

17．已知黃鉀銨鐵礬[KNH₄Fe_x（SO₄）_y（OH）_z]不溶于水和稀硫酸，但可溶于稀硝酸．
黃鉀銨鐵礬的化學(xué)式可通過下列實(shí)驗(yàn)測(cè)定：
①稱取一定質(zhì)量的樣品加入稀硝酸充分溶解，將所得溶液轉(zhuǎn)移至容量瓶并配制成100.00mL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9.32g．
③量取25.00mL溶液A，加入足量NaOH溶液，加熱，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體224mL，同時(shí)有紅褐色沉淀生成．
④將步驟③所得沉淀過濾、洗滌、灼燒，最終得固體4.80g．
（1）檢驗(yàn)①的溶液中是否存在K⁺的操作是用潔凈的鉑絲（或鐵絲）蘸取濾液在酒精燈火焰上灼燒，透過藍(lán)色的鈷玻璃觀察，若火焰呈紫色，則存在K⁺．
（2）黃鉀銨鐵礬的化學(xué)式為什么？（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)鉀離子的實(shí)驗(yàn)操作完成，金屬鉀離子用焰色反應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)；
（2）②9.32g為不溶于鹽酸的硫酸鋇沉淀；
③標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體224mL氣體為氨氣，紅褐色沉淀為氫氧化鐵；
④得到的固體是氧化鐵；
根據(jù)以上分析數(shù)據(jù)及電荷守恒，計(jì)算出黃鉀銨鐵礬各種成分的物質(zhì)的量之比，就是黃鉀銨鐵礬的化學(xué)式．

解答 解：（1）通過焰色反應(yīng)檢驗(yàn)鉀離子存在情況，方法為：用潔凈的鉑絲（或鐵絲）蘸取濾液在酒精燈火焰上灼燒，透過藍(lán)色的鈷玻璃觀察，若火焰呈紫色，則存在K⁺，
故答案為：用潔凈的鉑絲（或鐵絲）蘸取濾液在酒精燈火焰上灼燒，透過藍(lán)色的鈷玻璃觀察，若火焰呈紫色，則存在K⁺；
（2）②的沉淀為硫酸鋇，硫酸鋇的物質(zhì)的量就等于溶液中硫酸根的物質(zhì)的量：n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{9.32g}{233g/mol}$=0.04 mol
③所得氣體為氨氣，溶液中銨離子物質(zhì)的量就等于氨氣的物質(zhì)的量：n（NH₄⁺）=n（NH₃）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01 mol
④最終得到的固體是氧化鐵，根據(jù)鐵原子守恒，溶液中的鐵離子物質(zhì)的量為：n（Fe³⁺）=2n（Fe₂O₃）=2×$\frac{4.8g}{160g/mol}$=0.06 mol
黃鉀銨鐵礬[KNH₄Fex（SO₄）y（OH）z]中，n（K⁺）=n（NH₄⁺）=0.01 mol，
根據(jù)電荷守恒：n（OH^-）=n（K⁺）+n（NH₄⁺）+3n（Fe³⁺）-2n（SO₄^2-）=0.12 mol
n（K⁺）：n（NH₄⁺）：n（Fe³⁺）：n（SO₄^2-）：n（OH^-）=1：1：6：4：12
黃鉀銨鐵礬的化學(xué)式為KNH₄Fe₆（SO₄）₄（OH）₁₂，
答：黃鉀銨鐵礬的化學(xué)式為KNH₄Fe₆（SO₄）₄（OH）₁₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了制取黃鉀銨鐵礬，涉及的內(nèi)容不多，但是計(jì)算量稍大，注意合理分析、理解題中信息及電荷守恒的應(yīng)用，題目難度中等．