Question

为测定一种复合氧化物型的磁性粉末的组成，称取12.52 g样品，将其全部溶于过量稀硝酸后，配成100 mL溶液。取其一半，加入过量K₂SO₄溶液，生成白色沉淀，经过滤、洗涤、烘干得4.66 g固体。在余下的50 mL溶液中加入少许KSCN溶液，显红色，如果加入过量NaOH溶液，则生成红褐色沉淀，将沉淀过滤、洗涤、灼热得3.2 g固体。?

（1）计算磁性粉末材料中含氧元素的质量分数。?

（2）确定该材料的化学式。?

Answer 1

从实验可知该复合材料中含有Ba、Fe、O三种元素。设其中Ba ²⁺质量为x，则：

  Ba ²⁺   +  SO══BaSO₄↓

137 g                         233 g?

x?　　　　　      4.66 g　解得：x=5.48 g?

设含铁元素的质量为y,则?

  2Fe～2Fe(OH)₃～Fe₂O₃

112 g                    160 g?

y?　　　　      3.2 g　　解得：y=4.48 g?

则氧元素的质量为：12.52 g-4.48 g-5.48 g=2.56 g

（1）w(O)=×100%=20.45%

(2)n(Ba)∶n(Fe)∶n(O)=∶∶=1∶2∶4

故化学式为：BaFe₂O₄(或BaO·Fe₂O₃)

解析：由题意知：4.66 g固体为BaSO₄，则n(Ba ²⁺)=n(BaSO₄)=4.66 g233 g·mol ^-1=0.020 0 mol

3.2 g固体为Fe₂O₃，则n(Fe ³⁺)=2n(Fe₂O₃)=2×3.2 g160 g·mol ^-1=0.040 0 mol?

则?m(O)=12.52 g-(0.020 0 mol×137 g·mol ^-1+0.040 0 mol×56 g·mol ^-1)=2.56 g。??w(O)=×100%=20.45%?

?n（Ba）=n(Fe)∶n(O)=0.020 0mol∶0.040 0 mol∶2.56 g×1216 g·mol ^-1=1∶2∶4,?

化学式为BaFe₂O₄或BaO·Fe₂O₃。