Question

【题目】黄钾铵铁矾[KNH4Fex(SO4)y(OH)z] 不溶于水和稀硫酸，制取流程如下：

请回答下列问题：

（1）溶液X是_______。

（2）在黄钾铵铁矾[KNH4Fex(SO4)y(OH)z] 中，x、y、z的代数关系式为_______。

（3）检验滤液中是否存 在K+的操作是_______。

（4）黄钾铵铁矾的化学式可通过下列实验测定：

步骤1： 称取一定质量的样品加入稀硝酸充分溶解，将所得溶液转移至容量瓶配制成100.00mL 溶液A。

步骤2： 最取25.00mL溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体9.32g。

步骤3： 量取25.00mL溶液A,加入足最NaOH溶液，加热，收集到标准状下气体224mL,同时有红褐色沉淀生成。

步骤4： 将步骤3所得沉淀过滤、洗涤、灼烧，最终得固体4.80g。

①步骤1配制溶液A所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需_______。

②根据以上实验数据计算黄钾铵铁矾中的n(OH-)∶n(SO42-)的比值为_______。(写出必要的计算过程，否则不得分)

Answer 1

【答案】 氨水(或写"NH3·H2O") 3x+2=2y+z 用洁净的铂丝(或铁丝)蘸取滤液在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，若火焰呈紫色，则存在K+。(没有写“蓝色钴玻璃”不扣分) 100mL容量瓶 n(SO42-)=n(BaSO4)= =0.04 mol，n(NH4+) =n(NH3) ==0.01mol，n(Fe3+)= 2n(Fe2O3)= 2×= 0.06 mol，n(K+)=n(NH4+)=0.01mol ，根据电荷守恒：n(OH-)=n(K+)+n(NH4+)+3n(Fe3+)-2n(SO42-)=0.12mol，n(OH-) ∶n(SO42-)=3∶1

【解析】(1)根据最终产物的组成成分中含有NH4+和OH-，而已知原料K2SO4和Fe2(SO4)3中没有，所以溶液X为氨水；

(2)根据黄钾铵铁矾的分子组成KNH4Fex(SO4)y(OH)z，结合化合价规则即得x、y、z的代数关系式为3x+2=2y+z；

(3)K+的检验只有用焰色反应，其操作是用洁净的铂丝(或铁丝)蘸取滤液在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，若火焰呈紫色，则存在K+；

(4)① 步骤1配制溶液A所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还需100mL容量瓶；②根据操作步骤分析可知，加入盐酸酸化的BaCl2溶液生成9.32g白色固体为BaSO4，即n(BaSO4)=n(SO42-)= = 0.04mol，加入足最NaOH溶液，加热，收集到标准状下气体224mL为NH3，即n(NH4+)=n(NH3)==0.01mol，生成红褐色沉淀为Fe(OH)3，经洗涤、灼烧，最终得固体4.80g为Fe2O3，所以有n(Fe3+)=2n(Fe2O3) = 2× =0.06mol，由该物质的化学式可知n(K+)=n(NH4+)=0.01mol，再根据电荷守恒：n(OH-)=n(K+)+n(NH4+)+3n(Fe3+)-2n(SO42-)=0.12mol，所以n(OH-)∶n(SO42-)=0.12mol∶0.04mol=3∶1。