Question

15．某研究小组同学通过下列流程制取不溶于水和稀硫酸的黄钾铵铁矾1KNH₄Fe_x（OH）_y（SO₄）_z]，并通过实验测定样品中黄钾铵铁矾的有关组成．

实验测定：
①称取一定质量的样品加入稀盐酸中充分溶解，将所得溶液转移至容量瓶并配制成l00mL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4.66g；
③量取25.00mL溶液A，加入足量KI，用1.000mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液进行滴定（已知反应为I₂+2Na₂S₂O₃═2NaI+Na₂S₄O₆），消耗30.00mL Na₂S₂O₃溶液至终点．
（1）在1KNH₄Fe_x（OH）_y（SO₄）_z]中x、y、z的代数关系式为3x+2=2y+z．
（2）过滤所需要的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒．
（3）写出实验测定③中加入足量KI反应的离子方程式2Fe³⁺+2I^-=I₂+2Fe²⁺．
（4）根据以上实验数据计算样品中的n（SO₄^2-）：n（Fe³⁺）．（写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）化合物中元素化合价代数和为0计算得到；
（2）结合过滤操作选作需要的玻璃仪器；
（3）量取25.00mL溶液A，加入足量KI，发生氧化还原反应，铁离子以后碘离子为碘单质；
（4）计算25ml溶液中铁离子和硫酸根离子物质的量之比，其中硫酸根离子物质的量和硫酸钡物质的量相同，铁离子物质的量计算依据滴定过程中发生的化学反应定量关系计算，2Fe³⁺～I₂～2Na₂S₂O₃；

解答 解：（1）在[KNH₄Fe_x（SO₄）_y（OH）_z]中，K元素化合价+1价，N元素化合价-3价，H元素化合价+1价，SO₄^2-化合价代数和为-2价，OH^-化合价代数和为-1价，+1+（-3）+（+1）×4++3x+（-2y）+（-1×z）=0，x、y、z的代数关系式为：3x+2=2y+z，
故答案为：3x+2=2y+z；
（2）过滤所需要的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，
故答案为|；烧杯、漏斗、玻璃棒；
（3）量取25.00mL溶液A，加入足量KI，发生氧化还原反应，铁离子以后碘离子为碘单质，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+2I^-=I₂+2Fe²⁺，
故答案为：2Fe³⁺+2I^-=I₂+2Fe²⁺；
（4）25ml溶液中硫酸根离子物质的量和硫酸钡物质的量相同，n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，
2Fe³⁺～I₂～2Na₂S₂O₃
  2           1          2
n（Fe³⁺）=2n（I₂）=n（Na₂S₂O₃）=1.000mol/L×0.03L=0.03mol，
样品中的n（SO₄^2-）：n（Fe³⁺）=0.02mol：0.03mol=2：3，
故答案为：n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，
2Fe³⁺～I₂～2Na₂S₂O₃
2 1 2
n（Fe³⁺）=2n（I₂）=n（Na₂S₂O₃）=1.000mol/L×0.03L=0.03mol，
样品中的n（SO₄^2-）：n（Fe³⁺）=0.02mol：0.03mol=2：3．

点评 本题考查了物质组成实验测定、氧化还原反应计算、滴定实验的过程分析和计算应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．