题目内容
【题目】铁钾矾[KxFey(SO4)m·nH2O]常用作工业媒染剂。其组成可用如下方法测定:
①准确称取2.0120g样品配成100mL溶液A。
②准确量取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0.466g。
③准确量取25.00mL溶液A,加入足量的KI溶液,以淀粉为指示剂,用0.1250 mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定,消耗8.00mL至终点(已知:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)。
(1)要检验出A溶液中存在的Fe3+,可以加入____________溶液。
(2)已知室温下BaSO4的Ksp=1.1×10-10,欲使溶液中c(SO42-)≤1.0×10-5 molL-1,应保持溶液中c(Ba2+)≥__________mol·L-1。
(3)步骤③中判断滴定终点的方法是_____________________。
(4)通过计算确定铁钾矾的组成(写出计算过程)________________。
【答案】KSCN(或硫氰化钾) 1.1×10-5 滴入最后一滴Na2S2O3溶液时,锥形瓶中溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复 25.00mLA溶液中:
n(SO42-)=0.4660g/233g mol-1=2×10-3mol
n(Fe3+)=0.1250molL-1×8.0×10-3L=1×10-3mol
根据电荷守恒:n(K+)=2×2×10-3mol-3×1×10-3mol=1×10-3mol
根据质量守恒,结晶水的物质的量:
[2.0120g×(25/100)-1×10-3mol×(39+56)molL-1-2×10-3mol×96gmol-1]/18gmol-1
=1.2×10-2mol
所以x∶y∶m∶n=1∶1∶2∶12,化学式为:KFe(SO4)212H2O
答:样品的组成为KFe(SO4)212H2O。
【解析】
(1)检验Fe3+可以用硫氰化钾溶液。
(2)根据BaSO4的Ksp=1.1×10-10和溶液中的c(SO42-)≤1.0×10-5 molL-1,计算c(Ba2+)。
(3)碘遇淀粉变蓝。
(4)根据步骤②确定SO42-的物质的量,根据步骤③确定Fe3+的物质的量,根据电荷守恒确定K+的物质的量,最后得到水的物质的量,得出铁钾矾的化学式。
(1)检验出A溶液中存在的Fe3+,加入KSCN(或硫氰化钾),出现血红色,故答案为KSCN(或硫氰酸钾);
(2)欲使溶液中c(SO42-)≤1.0×10-5molL-1,应保持溶液中c(Ba2+)≥=1.1×10-5molL-1,故答案为1.1×10-5;
(3)以淀粉为指示剂,淀粉遇碘变蓝,当滴入最后一滴Na2S2O3溶液时,锥形瓶中溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复,即达到滴定终点,故答案为当滴入最后一滴Na2S2O3溶液时,锥形瓶中溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复;
(4)25.00mLA溶液中:n(SO42-)=0.4660g/233gmol-1=2×10-3mol
n(Fe3+)=0.1250molL-1×8.0×10-3L=1×10-3mol
根据电荷守恒:n(K+)=2×2×10-3mol-3×1×10-3mol=1×10-3mol
根据质量守恒,结晶水的物质的量:
[2.0120g×(25/100)-1×10-3mol×(39+56)molL-1-2×10-3mol×96gmol-1]÷18gmol-1=1.2×10-2mol,
所以x:y:m:n=1:1:2:12,化学式为:KFe(SO4)212H2O,
答:样品的组成为KFe(SO4)212H2O。
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