Question

19．摩尔盐是一种蓝绿色的复盐，由德国化学家FriedrichMohr制得，与绿矾相比其中的Fe²⁺不易被氧气氧化，更为稳定．其化学式可写为FeSO₄•x（NH₄）₂SO₄•yH₂O．为得到其化学式，现称取5.88g摩尔盐加入到过量的氢氧化钠溶液中，加热后生成的气体完全被50mL1mol/L的硫酸溶液吸收，多余的硫酸溶液用1mol/L70mL氢氧化钠溶液恰好完全中和．另取等质量的摩尔盐溶于水后加入足量的氯化钡溶液，产生6.99g沉淀．
（1）写出相关反应离子方程式，并计算5.88g摩尔中硫酸根离子与铵根离子的物质的量．
（2）求解摩尔盐的化学式．

Answer 1

分析 （1）FeSO₄•x（NH₄）₂SO₄•yH₂O的摩尔质量为（152+132x+18y）g/mol，则5.88gFe₂（SO₄）₃•x（NH₄）₂SO₄•yH₂O中含有的NH₄⁺的物质的量n（NH₄⁺）=$\frac{5.88}{152+132x+18y}×2x$，加入过量的NaOH溶液并加热，生成的NH₃的物质的量，根据氮原子守恒即n（NH₃）=n（NH₄⁺）=$\frac{5.88}{152+132x+18y}×2x$，生成的氨气用50mL 1mol•L^-1硫酸吸收，再用1mol/L的NaOH溶液中和，生成正盐时消耗NaOH溶液70mL，故NH₃消耗的H⁺的物质的量n=0.05L×1mol/L×2-0.07L×1mol/L=0.03mol，据此列式①；5.88gFeSO₄•x（NH₄）₂SO₄•yH₂O中含有的SO₄^2-的物质的量n（SO₄^2-）=$\frac{5.88}{152+132x+18y}×（1+x）$，与BaCl₂溶液反应生成白色BaSO₄沉淀6.99g中所含的SO₄^2-的物质的量相等，据此列式②，两式联立即可解得；
（2）由（1）中硫酸根离子与铵根离子的物质的量之比方可确定x，y．

解答 解：NH₄⁺+OH^-=NH₃+H₂O
               NH_3⁺   H^+₌NH₄⁺
              OH^-₊ H⁺=H₂O
               Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄
FeSO₄•x（NH₄）₂SO₄•yH₂O的摩尔质量为（152+132x+18y）g/mol（400+132x+18y）g/mol，则5.88gFe₂（SO₄）₃•x（NH₄）₂SO₄•yH₂O中含有的NH₄⁺的物质的量n（NH₄⁺）=$\frac{5.88}{152+132x+18y}×2x$，加入过量的NaOH溶液并加热，生成的NH₃的物质的量n（NH₃）=n（NH₄⁺）=$\frac{5.88}{152+132x+18y}×2x$，再用1mol/L的NaOH溶液中和，生成正盐时消耗NaOH溶液70mL，故NH₃消耗的H⁺的物质的量n（H⁺）=0.05L×1mol/L×2-0.07L×1mol/L=0.03mol，而根据反应NH₃+H⁺=NH₄⁺，n（NH₃）=n（NH₄⁺）=0.03mol，0.03=$\frac{5.88}{152+132x+18y}×2x$ ①
5.88gFeSO₄•x（NH₄）₂SO₄•yH₂O中含有的SO₄^2-的物质的量n（SO₄^2-_）=$\frac{5.88}{152+132x18y}（1+x）$，与BaCl₂溶液反应生成白色BaSO₄沉淀6.99g，而6.99gBaSO₄沉淀中所含的SO₄^2-的物质的量n（SO₄^2-_）=$\frac{6.99g}{233g/mol}$=0.03mol，0.03=$\frac{5.88}{152+132X+18Y}（1+x）$②
将①②联立可解得：x=1，y=6
即该硫酸盐的化学式为FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O
答：（1）5.88g摩尔中硫酸根离子与铵根离子的物质的量分别为0.03mol，0.03mol，（2）摩尔盐的化学式为FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O．

点评 本题考查了工业尾气的处理的方法和化学方程式的书写以及化学式的求解，综合性较强，难度较大．