Question

16．黄钾铵铁矾的化学式可表示为KNH₄Fe_x（SO₄）_y（OH）_z，它不溶于水，某化学小组同学通过下列实验测定黄钾铵铁矾的化学式：
①称取m g样品，加入稀硝酸充分溶解，将所得溶液转移到100mL容量瓶中定容得溶液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9.32g．
③量取25.00mL溶液A，加入足量NaOH溶液，加热，收集到标准状况下气体224mL，同时有红褐色沉淀生成．
④将步骤③所得沉淀过滤、洗涤、灼烧，最终得固体4.80g．
试回答下列问题：
（1）步骤①的操作中需使用的玻璃仪器除了容量瓶外，还有烧杯，玻璃棒．
（2）根据步骤②可计算m g黄钾铵铁钒中SO₄^2-（填离子符号）的物质的量为0.04mol．
（3）步骤③收集的气体是NH₃，步骤④中最终所得固体是氧化铁．
（4）黄钾铵铁矾的化学式为KNH₄Fe₆（SO₄）₄（OH）₁₂．

Answer 1

分析 （1）据溶液配置需用的仪器分析；
（2）9.32g为不溶于盐酸的硫酸钡沉淀进行分析；
（3）据NH⁺₄+OH^-=NH₃↑+H₂O分析为氨气；得到的固体是氧化铁；
（4）②9.32g为不溶于盐酸的硫酸钡沉淀，③标准状况下气体224mL气体为氨气，红褐色沉淀为氢氧化铁，④得到的固体是氧化铁，根据以上分析数据及电荷守恒，计算出黄钾铵铁矾各种成分的物质的量之比，就是黄钾铵铁矾的化学式．

解答 解：（1）移液时用到的玻璃仪器有容量瓶，烧杯，玻璃棒，故答案为：烧杯，玻璃棒；
（2）9.32g为不溶于盐酸的硫酸钡沉淀，硫酸钡的物质的量就等于溶液中硫酸根的物质的量：n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{9.32g}{233g/mol}$=0.04 mol，
故答案为：SO₄^2-；0.04mol
（3）NH⁺₄+OH^-=NH₃↑+H₂O，故为氨气；得到的固体是氧化铁，
故答案为：NH₃；氧化铁；
（4）所得气体为氨气，溶液中铵离子物质的量就等于氨气的物质的量：n（NH₄⁺）=n（NH₃）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01 mol
最终得到的固体是氧化铁，根据铁原子守恒，溶液中的铁离子物质的量为：n（Fe³⁺）=2n（Fe₂O₃）=2×$\frac{4.8g}{160g/mol}$=0.06 mol
黄钾铵铁矾[KNH₄Fex（SO₄）y（OH）z]中，n（K⁺）=n（NH₄⁺）=0.01 mol，
根据电荷守恒：n（OH^-）=n（K⁺）+n（NH₄⁺）+3n（Fe³⁺）-2n（SO₄^2-）=0.12 mol
n（K⁺）：n（NH₄⁺）：n（Fe³⁺）：n（SO₄^2-）：n（OH^-）=1：1：6：4：12
黄钾铵铁矾的化学式为KNH₄Fe₆（SO₄）₄（OH）₁₂，
故答案为：KNH₄Fe₆（SO₄）₄（OH）₁₂．

点评 本题考查了制取黄钾铵铁矾，涉及的内容不多，但是计算量稍大，注意合理分析、理解题中信息及电荷守恒的应用，题目难度中等．