Question

摩尔盐[(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O]是一种重要的化工原料，可用于制取纳米Fe₃O₄和草酸合铁酸钾等。

（1）取一定质量摩尔盐样品与过量NaOH溶液反应。

①根据生成气体的体积计算得到摩尔盐的纯度小于实际值，其原因是______。

②向所得Fe(OH)₂沉淀中加入NaNO₂溶液可制得纳米Fe₃O₄，同时产生NO。该反应的离子方程式为______。

（2）摩尔盐经氧化后与KOH和H₂C₂O₄反应可得到草酸合铁酸钾［K_aFe_b(C₂O₄)_c·dH₂O］，其中Fe元素化合价为+3。

①已知25 ℃，H₂C₂O₄的电离常数K_a1=5.6×10^-2，K_a2=5.4×10^-5。pH=4的H₂C₂O₄溶液中c(C₂O):c(HC₂O)=______。

②为了确定草酸合铁酸钾的组成，准确称取4.910 g样品在氮气气氛下加热，固体样品的剩余质量随温度的变化如图所示。

已知：a．120℃时已完全失去结晶水。

b．200℃~580℃分解产生的CO和CO₂恢复至标准状况下体积为1.008 L。

c．580℃以上残留固体为FeO和K₂CO₃的混合物。

根据以上实验数据计算草酸合铁酸钾中的n(Fe³⁺):n(C₂O₄^2-)_____________（写出计算过程）。

Answer

氨气极易溶于水，溶液中有部分氨气没有逸出 3Fe(OH)2+ 2NO＝Fe3O4+2NO↑+2OH—+2H2O 0.54 根据元素守恒得到分解产生的气体为CO和CO2，n(CO)+n(CO2)= =4.5×10-2 mol，2n(C2O42-)= n(K2CO3)+ n(CO)+n(CO2)= n(K2CO3)+ 4.5×10-2 mol，n(Fe3+)×72 g·mol-1＋n(K+)×138 g·mol-1=2.79 g， 3n(Fe3+)+ n(K+)=2×[n(K+)+4.5×10-2 mol]×，解得：n(Fe3+)=1×10-2 mol n(K+)= 3×10-2 mol，n(C2O42-)=3×10-2 mol，n(Fe3+):n(C2O42-)=1×10-2 mol: 3×10-2 mol=1:3

【解析】(1)①摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]与氢氧化钠反应生成氨气，氨气极易溶于水，溶液中有部分氨气没有逸出，因此根据生成气体的体积计算得到摩尔盐的纯度小于实际值，故答案为：氨气极易溶于水，溶液中有部分氨气没有逸出；

②Fe(OH)2沉淀中加入NaNO2溶液可制得纳米Fe3O4，同时产生NO，反应的离子方程式为3Fe(OH)2+ 2NO2-＝Fe3O4+2NO↑+2OH—+2H2O，故答案为：3Fe(OH)2+ 2NO2-＝Fe3O4+2NO↑+2OH—+2H2O；

(2)①已知25 ℃，H2C2O4的电离常数Ka1=5.6×10-2，Ka2=5.4×10-5。pH=4的H2C2O4溶液中====0.54，故答案为：0.54；

②根据元素守恒得到分解产生的气体为CO和CO2，n(CO)+n(CO2)= =4.5×10-2 mol，2n(C2O42-)= n(K2CO3)+ n(CO)+n(CO2)= n(K2CO3)+ 4.5×10-2 mol，n(Fe3+)×72 g·mol-1＋n(K+)×138 g·mol-1=2.79 g， 3n(Fe3+)+ n(K+)=2×[n(K+)+4.5×10-2 mol]×，解得：n(Fe3+)=1×10-2 mol，n(K+)= 3×10-2 mol，n(C2O42-)=3×10-2 mol，n(Fe3+):n(C2O42-)=1×10-2 mol: 3×10-2 mol=1:3，故答案为：1:3。