题目内容

铁明矾[xFeSO4?yAl2（SO4）3?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1.8520g 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0.4660g．
③再量取25.00mL溶液A，滴加适量稀硫酸，用0.0100mol?L-1KMnO4溶液滴定至终点，生成Mn2+，消耗KMnO4溶液10.00mL．
（1）已知室温下BaSO4的Ksp=1.1×10-10，欲使溶液中c（SO42-）≤1.0×10-5mol?L-1，则应保持溶液中c（Ba2+）≥
 
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）．
考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,化学方程式的有关计算
专题：计算题
分析：（1）根据沉淀溶解平衡常数Ksp=c（SO42-）?c（Ba2+ ）来计算；
（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；
（3）根据高锰酸根离子和亚铁离子的化学方程式，据高锰酸根离子的量来确定亚铁离子的量，根据元素守恒确定样品的组成情况．
解答： 解：（1）沉淀溶解平衡常数Ksp=c（SO42-）?c（Ba2+ ），c（Ba2+ ）=
Ksp
c(SO42-)
，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，当高锰酸钾稍过量时，溶液由无色变为浅紫色；
故答案为：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；溶液由无色变为浅紫色；
（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：
0.4660g
233g/mol
=0.002mol，取25.00mL溶液A，滴加适量稀硫酸，用0.010 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：5×0.01×1×10×10-3=5×10-4mol，根据电荷守恒得：n（Al）=
1
3
[2×0.002mol-2×5.0×10-4]=1×10-3mol，根据质量守恒，水的物质的量：[1.8520g×
25ml
100ml
-5.0×10-4mol×56g/mol-1.0×10-3mol×27g/mol-0.002mol×96g/mol]×
1
18
=1.2×10-2mol，所以x：y：z=1：1：24，化学式为：FeSO4?Al2（SO4）3?24H2O；
答：样品的组成为FeSO4?Al2（SO4）3?24H2O．
点评：本题涉及中和滴定、沉淀溶解平衡以及守恒法来确定物质的分子式等知识的综合考查题，要求学生具有分析和解决问题的能力，以及较强的运算能力，题目难度较大．
练习册系列答案
相关题目
对实验甲～丁的实验现象预测正确的是（　　）
A、装置（甲）用于I2与NH4Cl混合物的分离
B、装置（乙）可用于制取及观察Fe（OH）2
C、装置（丙）中X若为四氯化碳，可用于吸收氨气，并防止倒吸
D、装置（丁）可用于排空气法收集CO2气体
将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成如图1的装置（以下均假设反应过程中溶液体积不变）．

（1）铁片上的电极反应式为
 
．
（2）铜片周围溶液会出现
 
的现象．
（3）若2min后测得铁片和铜片之间的质量差为2.4g，计算：
①导线中流过的电子的物质的量为
 
mol；
②该段时间内用硫酸铜表示的平均反应速率为
 
mol?L-1?min-1
（4）该装置改为如图2所示的装置也能达到和原装置相同的作用．其中KCl溶液起沟通两边溶液形成闭合回路的作用，同时又能阻止反应物直接接触．则硫酸铜溶液应该注入
 
（填“左侧”、“右侧”或“两侧”）烧杯中．
将28克铁粉溶于4L的某稀硝酸中，二者恰好完全反应，称量反应后的溶液，比反应前增加了16克．
（1）写出可能的化学反应方程式
 
；．
（2）生成气体的体积为多少L（标准状态时）？
（3）原硝酸的物质的量浓度是多少？
将E和F加入固定容积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：E（g）+F（s）?2G（g）．忽略固体体积，平衡时G的体积分数（%）随温度和压强的变化如下表所示：

压强/MPa
体积分数/%
温度/℃		 1.0 2.0 3.0
810 54.0 a b
915 c 75.0 d
1000 e f 83.0
（1）915℃、2.0MPa时E的转化率为
 
．
（2）该反应的△S
 
0（填“＞”、“＜”或“=”，下同），b
 
f．
（3）平衡常数K（1000℃）
 
 K（810℃），理由是
 
．
（4）对于上述反应，下列说法正确的是
 
（填序号）．
①混合气体的密度不再变化，反应达到平衡
②该反应的正反应为放热反应
③增大F的量，单位体积活化分子数增大，化学反应速率加快
④恒温恒容条件下通入惰性气体，平衡不移动
⑤恒温恒压条件下通入惰性气体，化学反应速率加快．
某含氧有机化合物它的蒸气密度是同温同压下CO2的2倍，含碳的质量分数为68.2%，含氢的质量分数为13.6%，红外光谱和核磁共振显示该分子有3个甲基，1个羟基，完成相关要求：
（1）其相对分子质量M；
（2）确定其分子式；
（3）写出符合其条件的所有的结构简式．
工业制硝酸的主要反应为：
4NH3（g）+5C2（g）?4NO（g）+6H2O（g）△H．
（1）已知氢气的燃烧热为285.8kJ/mol．
N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol；
H2O（l）═H2O（g）△H=+44.0kJ/mol；
N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.6kJ/mol．
则上述工业制硝酸的主要反应的△H=
 
．
（2）在容积固定的密闭容器中发生上述反应，容器内部分物质的物质的量浓度如下表：
 浓度  c（NH3）（mol/L）  c（O2）（mol/L）  c（NO）（mol/L）
 时间
 起始  0.8  1.6  0
 第2min  0.6  a  0.2
 第4min  0.3  0.975  0.5
 第6min  0.3  0.975  0.5
 第8min  0.7  1.475  0.1
①反应在第2min到第4min时，O2的平均反应速率为
 
．
②反应在第6min时改变了条件，改变的条件可能是
 
（填序号）．
A．使用催化剂    B．升高温度    C．减小压强    D．增加O2的浓度
③下列说法中能说明4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）达到平衡状态的是
 
（填序号）．
A．单位时间内生成n mol NO的向时，生成n mol NH3
B．条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化
C．百分含量w（NH3）=w（NO）
D．反应速率v（NH3）：v（O2）：v（NO）：v（H2O）=4：5：4：6
E．若在恒温恒压下容积可变的容器中反应，混合气体的密度不再变化
（3）某研究所组装的CH3OH-O2燃料电池的工作原理如图1所示．
①该电池工作时，b口通入的物质为
 
．
②该电池正极的电极反应式为：
 
．
③以此电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理（装置如图2所示）的过程中，发现溶液逐渐变浑浊并有气泡产生，其原因可能是
 
（用相关的离子方程式表示）．
某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：
编号 电极材料 电解质溶液 电流计指针
偏转方向
1 Mg　Al 稀盐酸 偏向Al
2 Al　Cu 稀盐酸 偏向Cu
3 Al　石墨 稀盐酸 偏向石墨
4 Mg　Al NaOH溶液 偏向Mg
5 Al　Zn 浓硝酸 偏向Al
根据上表中的实验现象完成下列问题：
（1）实验1、2中Al所作的电极是否相同？
 
．
（2）指出实验3中铝和石墨的电极名称，并写出实验中的电极反应和电池总反应．铝为
 
； 石墨为
 
．电池总反应：
 
．
（3）实验4中的铝作正极还是负极？
 
，为什么？
 
．
下列离子方程式中，正确的是（　　）
A、Na2S2O3溶液中加入稀硫酸：2S2O32-+4H+=SO42-+3S↓+2H2O
B、向NaAlO2溶液中通入过量CO2：2AlO2-+CO2+3H2O=2Al（OH）3+CO32-
C、FeS溶于过量稀硝酸中：FeS+2H+=Fe2++H2↑
D、双氧水中加入稀硫酸和KI溶液：H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O

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