Question

【题目】某无机盐M是一种优良的氧化剂，为确定其化学式，某小组设计并完成了如下实验：
已知：①无机盐M仅由钾离子和一种含氧酸根组成，其分子中的原子个数比为2：1：4；
②如图中，将1.98g该无机盐溶于水，滴加适量稀硫酸后，再加入1.12g还原铁粉，恰好完全反应得混合溶液N．
③该小组同学将溶液N分为二等份，分别按路线Ⅰ、路线Ⅱ进行实验．
④在路线Ⅱ中，首先向溶液N中滴加适量KOH至元素X刚好沉淀完全，过滤后将沉淀在空气中充分灼烧得纯净的Fe2O3粉末1.20g；再将滤液在一定条件下蒸干，只得到3.48g纯净的不含结晶水的正盐W．
请按要求回答下列问题：
（1）由路线Ⅰ的现象可知，溶液N中含有的阳离子是；
（2）由实验流程图可推得，含氧酸盐W的化学式是 ；由路线Ⅱ可知，1.98g无机盐M中所含钾元素的质量为g；
（3）无机盐M与1.12g还原铁粉恰好完全反应生成溶液N的化学反应方程为 ．

Answer 1

【答案】
（1）Fe2+
（2）Na2SO4；0.78
（3）2Fe+K2FeO4+4H2SO4═3FeSO4+K2SO4+4H2O
【解析】1.2g氧化铁的物质的量为： =0.0075mol，则溶液N中含有铁元素的物质的量为：0.0075mol×2×2=0.03mol，质量为：56g/mol×0.03mol=1.68g＞1.12g，所以无机盐M中一定含有Fe元素，故原来无机盐M中铁元素的物质的量为0.03mol﹣0.02mol=0.01mol；据题意得E为Na2SO4 ， 2.84g Na2SO4物质的量为0.02mol，故无机盐W中含钠元素，依据W为含氧酸根，且分子中的原子个数比为1：2：4，可得M的化学式为K2FeO4 ， （1）根据路线Ⅰ可知，N溶液中一定含有亚铁离子， 所以答案是：Fe2+；（2）1.2g氧化铁的物质的量为： =0.0075mol，则溶液中含有铁元素的物质的量为：0.0075mol×2×2=0.03mol，质量为：56g/mol×0.03mol=1.68g＞1.12g，所以无机盐M中一定含有Fe元素，无机盐M分子中的原子个数比为1：2：4，则M的化学式为：Na2FeO4 ， 根据流程可知，Na2FeO4与稀硫酸、还原铁粉反应生成硫酸亚铁和硫酸钾，根据质量守恒可知W为硫酸钾，1.98gK2FeO4的物质的量为 =0.01mol，0.01molK2FeO4中含有0.02mol钾离子，含有钾离子的质量为39g/mol×0.02mol=0.78g，
所以答案是：Na2SO4 ；0.78；（3）1.66gNa2FeO4的物质的量为0.01mol，1.12g还原铁粉的物质的量为0.02mol，所以Na2FeO4与还原铁粉按物质的量之比为1：2反应的化学反应方程为：2Fe+K2FeO4+4H2SO4═3FeSO4+K2SO4+4H2O，
所以答案是：2Fe+K2FeO4+4H2SO4═3FeSO4+K2SO4+4H2O．