Question

摩尔盐[xFeSO₄·y(NH₄)₂SO₄·zH₂O]是一种重要化工原料。其组成可通过下列实验测定：

① 称取1.5680 g样品，准确配成100 mL溶液A。

② 量取25.00 mL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0.4660 g。

③ 再量取25.00 mL溶液A，滴加适量稀硫酸，用0.0200 mol·L^－1KMnO₄溶液滴定至终点，生成Mn^2＋，消耗KMnO₄溶液10.00 mL。

(1)已知室温下BaSO₄的K_sp＝1.1×10^－10，欲使溶液中c(SO)≤1.0×10^－5 mol·L^－1，应保持溶液中c(Ba^2＋)≥       mol·L^－1。

(2)③中发生反应的离子方程式为            ，滴定终点的现象是            。

(3)通过计算确定样品的组成(必须写出计算过程)。

Answer

(1)1.1×10－5(2分)

(2)MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O(2分) 溶液变浅紫色(2分)

(3)n(SO)＝n(BaSO4)＝0.466 g/233 g·mol－1＝2.00×10－3 mol(或2.00 mmol)(1分)

n(Fe2＋)＝5×0.020 00 mol·L－1×10.00 mL/1 000 mL·L－1＝1.000×10－3 mol(1分)

n(NH)＝2×2.00×10－3 mol－2×1.000×10－3 mol＝2.000×10－3 mol(1分)

n(H2O)＝(1.568 0 g×25.00 mL/100.00 mL－1.000×10－3mol×152 g·mol－1－1.000×10－3mol×132 g·mol－1)/18 g·mol－1＝6.000×10－3mol(2分)

x∶y∶z＝n(FeSO4)∶n[(NH4)2SO4]∶n(H2O)＝1∶1∶6

化学式为FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O(1分)

【解析】

试题分析：(1)沉淀溶解平衡常数Ksp=c(SO42-)•c(Ba2+ )，c(Ba2+ )=，当c(SO42-)≤1.0×10-5 mol•L-1，所以溶液中c(Ba2+ )≥1.1×10-5mol/L，故答案为：1.1×10-5；

(2)在酸性环境下，高猛酸根离子可以将亚铁离子氧化为三价铁离子，即MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，

故答案为：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；滴入最后一滴KMnO4时，溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不变色；

(3)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0.4660g．根据硫酸根离子守恒，硫酸根离子的物质的量和硫酸钡的物质的量是相等的，即为：=0.002mol，取25.00mL溶液A，滴加适量稀硫酸，用0.020 0mol•L-1 KMnO4溶液滴定至终点，生成Mn2+，消耗KMnO4溶液10.00mL，所以亚铁离子的物质的量为：5×0.02-1×10×10-3=1×10-3mol，铵根离子的物质的量为：2×2.0×10-3-2×1.0×10-3=2×10-3(mol)，根据质量守恒，水的物质的量：[1.5680g×-1.0×10-3-3mol×152g/mol-1.0×10-3×132g/mol]×1/18=6.0×10-3，所以x：y：z=1：1：6，化学式为：FeSO4•(NH4)2SO4•6H2O．

答：样品的组成为FeSO4•(NH4)2SO4•6H2O。

考点：考查中和滴定、沉淀溶解平衡以及守恒法来确定物质的分子式等。