Question

摩尔盐[xFeSO₄·y(NH₄)₂SO₄·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1.5680 g样品，准确配成100 mL溶液A。
②量取25.00 mL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0.4660 g。
③再量取25.00 mL溶液A，滴加适量稀硫酸，用0.0200 mol·L^－1KMnO₄溶液滴定至终点，生成Mn^2＋，消耗KMnO₄溶液10.00 mL。
（1）已知室温下BaSO₄的K_sp=1.1×10^－10，欲使溶液中c(SO₄^2－)≤1. 0×10^－5mol·L^－1，应保持溶液中c(Ba^2＋)
≥          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）。

Answer 1

（1）1.1×10^－5                                                           （2分）
（2）MnO₄^－+5 Fe²⁺+8H^＋＝Mn²⁺+5 Fe³⁺+4H₂O（2分） 
溶液由无色变为浅紫色（紫色、紫红色），且半分钟不褪色 （1分）
（3）n(SO₄^2－)= n(BaSO₄)＝0. 466g/233g·mol^－1＝2. 00×10^－3 mol (或2.00mmol) （2分）
n(Fe^2＋)＝5×0. 02000 mol·L^－1×10. 00 mL/1000 mL·L^－1＝1. 000×10^－3mol  （1分）
n(NH₄^＋)＝2×2. 00×10^－3 mol-2×1. 000×10^－3mol＝2. 000×10^－3mol         （1分）
n(H₂O)＝(1.5680 g×25.00 mL/100.00mL-1.000×10^－3mol
×152g·mol^－1-1.000×10^－3mol×132g·mol^－1)/18 g·mol^－1
＝6. 000×10^－3mol                                              （2分）
x∶y∶z＝n(FeSO₄)∶n[ (NH₄)₂SO₄]∶n(H₂O)＝1∶1∶6
该摩尔盐的化学式为FeSO₄·(NH₄)₂SO₄·6H₂O                        （1分）      

试题分析：本题是测定物质组成的计算题。
（1）K_sp= c(Ba^2＋) × c(SO₄^2－)=1.1×10^－10    c(Ba^2＋)= 1.1×10^－5 mol·L^－1
（3）在步骤②中得到的白色固体为BaSO₄，由此计算出SO₄^2-的含量；在步骤③中根据反应方程式计算出溶液中含有的Fe^2＋的含量，再根据电荷守恒计算出溶液中含有NH₄^＋的含量。但要注意所取的溶液只是原溶液的1/5，计算原溶液中SO₄^2-和Fe^2＋的物质的量。最后根据总质量计算水的含量，确定组成。