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）．
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+）≥
（2）③中发生反应的离子方程式为
（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．
（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+ ）=
，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：
=0.002mol，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）=
[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×
-5.0×10-4mol×56g/mol-1.0×10-3mol×27g/mol-0.002mol×96g/mol]×
=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．
| Ksp |
| c(SO42-) |
（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 |
| 1 |
| 3 |
| 25ml |
| 100ml |
| 1 |
| 18 |
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．
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