题目内容

10．6分某种盐可表示为：[xFeSO4•yAl2 （SO4）3•24H20]（其摩尔质量为 926g•mol-1），常用于制备高效的复合型高效混凝剂．其组成可通过下列实验测定．
①取一定质量的上述盐样品，准确配成100mL溶液A．
②量取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4.660g．
③再量取25.00mL溶液A，滴加适量稀硫酸，用0.1000mol•L-1 KMnO4溶液滴定至终点，生成Mn2+，消耗KMnO4溶液10.00mL．
（1）在25.00mL式样中，n（S042-）=2.000×10-2mol，n（Fe2+）=5.000×10-3mol
（2）铁明矾的化学式为FeSO4•Al2（SO4）3•24H2O．

分析 （1）量取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4.660g为BaSO4，物质的量=$\frac{4.660g}{233g/mol}$=0.02mol，得到硫酸根离子物质的量；由MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，依据亚铁离子被高锰酸钾溶液氧化为铁离子反应的定量关系计算得到；
（2）计算100ml溶液中含有硫酸根离子、亚铁离子物质的量得到xy物质的量之比得到化学式．

解答 解：（1）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：$\frac{4.660g}{233g/mol}$=0.02mol=2.000×10-2mol，
取25.00mL溶液A，滴加适量稀硫酸，用0.10 0mol•L-1 KMnO4溶液滴定至终点，生成Mn2+，消耗KMnO4溶液10.00mL，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，
               1          5
0.100mol/L×10×10-3L      n
所以亚铁离子的物质的量为：n=5×0.100mol/L×10×10-3 L=5×10-3mol，
故答案为：2.000×10-2；5.000×10-3；
（2）100mL溶液中含有硫酸根离子的物质的量为：n（SO42-）=2.000×10-2mol×$\frac{100}{25}$=0.08mol，
含有亚铁离子的物质的量为：n（Fe2+）=5×10-3mol×$\frac{100}{25}$=0.02mol，
设该样品中含有xFeSO4•y（NH4）2SO4•6H2O的物质的量为n，
则：n（SO42-）=nx+ny=0.08、n（Fe2+）=nx=0.04，
整理可得：x：y=1：1，
所以该化合物的化学式为：FeSO4•Al2（SO4）3•24H2O，
故答案为：FeSO4•Al2（SO4）3•24H2O．

点评 本题考查了物质的量的计算、复杂化学式的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，试题计算量较大，充分考查了学生的分析、理解能力及化学计算能力．

练习册系列答案
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20．用c（H+）均为0.01•L-1的盐酸和醋酸溶液，分别中和等体积．等物质的量浓度的氢氧化钠溶液，当氢氧化钠恰好被完全中和时，消耗盐酸和醋酸溶液的体积分别为Vl和V2，则Vl和V2的关系正确的是（　　）
A．V1＞V2B．V1＜V2C．V1=V2D．V1≤V2
1．实验室制备氯气，检验是否收集满的正确方法是（　　）
A．用手扇动收集的气体，有气味则已收集满
B．将润湿的淀粉-KI试纸接近瓶口，试纸变蓝则已收集满
C．将润湿的红色石蕊试纸伸入瓶内，试纸腿色则已收集满
D．将铁丝伸到瓶口，铁丝燃烧说明已收集满
18．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．11.2LCl2通入足量氢氧化钠溶液中充分反应，转移的电子数等于0.5NA
B．1 mol Al3+完全水解生成氢氧化铝胶体粒子的数目为NA
C．常温常压下，32 g O2-中所含电子的数目为17NA
D．标准状况下，11.2 L苯中含有分子的数目为0.5 NA
5．电化学原理在能量转换、物质合成、防止金属腐蚀等方面应用广泛．如图所示3套实验装置，分别回答下列问题：

（1）装置1为铁的吸氧腐蚀实验．一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入KSCN溶液呈无色，再滴入氯水即可观察到铁钉附近的溶液变红色，表明铁被氧化；向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞试液，可观察到碳棒附近的溶液变红，该电极反应为O2+4e-+2H2O-═4OH-．
（2）装置2中的石墨是正极（填“正”或“负”），该装置发生的总反应的离子方程式为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+．盐桥中装有含琼脂的KCl，盐桥中Cl-会移向右（填“左”或“右”）侧烧杯的溶液．
（3）装置3中甲烧杯盛放100mL 0.2mol•L-1的NaCl溶液，乙烧杯盛放100mL 0.5mol•L-1的CuSO4溶液．反应一段时间后，停止通电．向甲烧杯中滴入几滴酚酞试液，观察到石墨电极附近首先变红．
①甲烧杯中铁电极的电极反应为Fe-2e-═Fe2+；
②乙烧杯中电解反应的离子方程式为2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+4H+；
③停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量，电极增重0.64g，则甲烧杯中产生的气体在标准状况下为224 mL．电解后的乙烧杯溶液中的c（H+）为0.2mol/L（假设电解前后溶液的体积不变）
15．下列离子方程式正确的是（　　）
A．氯化铝溶液中加入过量氨水：Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3↓+3 NH4+
B．钠与水的反应：Na+2H2O═Na++2OH-+H2↑
C．铜片跟稀硝酸的反应：Cu+NO3-+4H+═Cu2++NO↑+2H2O
D．金属铝溶于氢氧化钠溶液：Al+2OH-═AlO2-+H2↑
2．电镀时镀件做阴极，镀层金属做阳极：电解质溶液为含有镀层金属阳离子的溶液．
19．下列各组离子在指定溶液中，可能大量共存的是（　　）
A．澄清透明的溶液中：NH${\;}_{4}^{+}$，Na+，HSO${\;}_{3}^{-}$，Cr2O${\;}_{7}^{2-}$
B．c（H+）=10-13mol•L-1的溶液中：Cl-，Br-，S2O${\;}_{3}^{2-}$，Na+
C．能使pH试纸变深蓝色的溶液中：K+，Na+，AlO${\;}_{2}^{-}$，HCO${\;}_{3}^{-}$
D．加入Al能放出H2的溶液中：NO${\;}_{3}^{-}$，K+，SO${\;}_{4}^{2-}$，Mg2+
20．镍及其化合物常用作合金、催化剂及电极材料．已知：镍元素有+2、+3价的氧化物和氢氧化物，在盐中以+2价的形式存在．
（1）镍与稀硝酸反应放出NO，反应的化学方程式是3Ni+8HNO3=3Ni（NO3）2+2NO↑+4H2O．
（2）Ni2O3是一种重要的电池材料．
①铁镍蓄电池放电时总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2
电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2；
电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+6H2O．
②在碱性条件下，镍氢电池的总反应为：3Ni2O3+LaNi5H6+3H2O$?_{充电}^{放电}$LaNi5+6Ni（OH）2，该电池放电时，负极电极反应为LaNi5H6+6OH--6e-=LaNi5+6H2O
（3）工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示．
已知：
①Ni2+在弱酸性溶液中发生水解
②氧化性：Ni2+（高浓度）＞H+＞Ni2+（低浓度）
下列说法不正确的是BD
A．碳棒上发生的电极反应：4OH--4e-  O2↑+2H2O
B．电解过程中，B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减少
C．为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pH
D．若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应总方程式不发生改变
（4）某工厂用废的含镍催化剂（主要含Ni，还含有一定量的Al、Fe、SiO2）回收镍的流程如下：

已知：上述流程中，几种氢氧化物完全沉淀时的pH如下表：
沉淀Al（OH）3Fe（OH）3Fe（OH）2Ni（OH）2
pH5.23.29.79.2
①水合肼（N2H4•H2O）是强还原剂，氧化产物对环境友好．由“沉淀→镍”的化学方程式2Ni（OH）2+N2H4•H2O═2Ni+N2↑+5H2O．
②滤渣b所含成份的化学式为Al（OH）3、Fe（OH）3．
③若将溶液调整为pH=6时加入了bkgNi（OH）2，从酸浸到滤液B的过程中镍的损失率为3%，后几步操作过程中镍的损失率为5%，akg废催化剂（含Ni70%）经上述流程最终得到金属镍的质量为（a×70%×97%+$\frac{59}{93}$b）×95%kg（填计算式）．

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