Question

【题目】湿法炼锌产生的黄铵铁矾[(NH4)xFey(SO4)z(OH)w]渣的综合利用具有广泛前景。

（1）黄铵铁矾高温下分解可得到一种红棕色固体，该红棕色固体的化学式为______________。

（2）在酸性媒介中，黄铵铁矾对H2O2氧化去除水溶液中的MB(对亚甲基蓝)有催化作用。反应温度高于80℃时MB的去除率下降，其原因可能是__________________________________。

（3）为测定某黄铵铁矾样品的组成，进行下列实验：

① 取一定量黄铵铁矾样品，将其溶于少量稀盐酸中，再加水稀释至250.00 mL，得到溶液A。

② 取25.00 mL溶液A，加足量的NaOH溶液并充分加热，生成NH3 224mL(标准状况)，将产生的沉淀过滤、洗涤，滤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将Fe3＋还原为Fe2＋，再用HgCl2除去过量的SnCl2，最后用0.2000 mol·L－1 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点(Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋＝2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O)，消耗标准溶液25.00 mL。通过计算确定该样品的化学式(写出计算过程)。_______________

Answer 1

【答案】Fe2O3 H2O2发生分解（或催化剂黄铵铁矾活性降低） n(NH4+)=n(NH3)=224×10-3L/22.4(Lmol-1)=0.01mol，n(SO42-)= n(BaSO4)=4.66g/233(gmol-1)=0.02mol，根据Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，n(Fe3+)= n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×0.2000 mol·L－1×25.00×10-3L=0.03mol，根据电荷守恒：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。黄铵铁矾的化学式为(NH4)4Fe3(SO4)2(OH)6

【解析】

(1)红棕色的固体可能为Fe2O3；

(2)温度升高，H2O2的分解速率加快，使MB的去除率下降，也可从催化剂角度考虑；

(3)确定黄铵铁矾样品的化学式，可求出n(NH4+): n(Fe3+): n(SO42-): n(OH-)，即可得到答案；

(1)根据原子守恒可以判断，该红棕色的固体为Fe2O3；

(2)温度稍高，可加快反应速率，但温度太高H2O2的分解速率也加快，或催化剂黄铵铁矾活性降低；

(3)题干要求黄铵铁矾的化学式，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，根据Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，n(Fe3+)= n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×0.2000 mol·L－1×25.00×10-3L=0.03mol，根据电荷守恒：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。黄铵铁矾的化学式为(NH4)4Fe3(SO4)2(OH)6。