Question

黄色固体聚合硫酸铁（SPFS）是一种重要的无机高分子絮凝剂，极易溶于水，作为工业和生活污水处理等领域具有重要的应用．SPFS可表示成Fe_x（OH）_y（SO₄）_z?nH₂O．工业上常用的一种制备流程为：

（1）绿矾的化学式是

 

，上述绿矾与NaClO₃溶液反应的离子方程式是

 

．
（2）测定组成：取12.10g上述SPFS溶解于水，配成200mL，分成二等份，向其中一份加入过量的BaCl₂溶液到沉淀完全，经过滤、洗涤、干燥得白色沉淀9.32g．另一份中加入足量的还原剂（不含铁元素），将Fe³⁺转化为Fe²⁺．然后取50.00mL转化后的溶液．用0.100mol?L^-1酸性高锰酸钾溶液滴定产生的Fe²⁺，消耗酸性高锰酸钾溶液30.00mL．
①滴定终点的现象判断是

 

．
②该SPFS的化学式是

 

．（写出解题过程）

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）绿矾为七水硫酸亚铁，氯酸根离子具有氧化性，亚铁离子具有还原性，据此来书写方程式；
（2）①高锰酸钾具有强氧化性，把亚铁离子氧化成铁离子，当亚铁离子消耗完，再滴入高锰酸钾，显示高锰酸钾的颜色，溶液由黄色变为紫色；
②根据原子守恒和质量守恒来计算．

解答： 解：（1）绿矾为七水硫酸亚铁，化学式为：FeSO₄?7H₂O；氯酸根离子具有氧化性，亚铁离子具有还原性，二者发生的氧化还原反应为：
6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺═6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O，
故答案为：FeSO₄?7H₂O；6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺═6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
（2）①亚铁离子显浅绿色，高锰酸钾溶液显紫红色，高锰酸钾具有强氧化性，把亚铁离子氧化成铁离子，当亚铁离子消耗完，再滴入高锰酸钾，显示高锰酸钾的颜色，溶液由浅绿色变为紫红色；故答案为：溶液由浅绿色变为紫红色，且半分钟不褪色；
②100mL溶液中n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=

9.32g

233g/mol

=0.04mol，
5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
c（Fe²⁺）=5×0.100mol/L×30mL÷50mL=0.3mol/L
100mL溶液中含有n（Fe³⁺）=0.3mol/L×0.1L=0.03mol   
根据Fe_x（OH）_y（SO₄）_z?nH₂O，x：z=0.03mol：0.04mol=3：4，即x=3，z=4，则利用化合价守恒得：3x=y+2z，即3×3=y+2×4，y=1，
即SPFS的化学式可写成是Fe₃（OH）（SO₄）₄?nH₂O，100mL溶液溶质为0.01mol，故0.01mol×（56×3+17+96×4+18n）g?mol^-1×2=12.10g，
解得：n=2，故化学式是Fe₃（OH）（SO₄）₄?2H₂O；故答案为：Fe₃（OH）（SO₄）₄?2H₂O

点评：本题考查了聚合硫酸铁分子式的确定，中等难度，注意原子守恒、得失电子守恒和化合价代数和为0的运用．