Question

19．摩爾鹽是一種藍綠色的復鹽，由德國化學家FriedrichMohr制得，與綠礬相比其中的Fe²⁺不易被氧氣氧化，更為穩(wěn)定．其化學式可寫為FeSO₄•x（NH₄）₂SO₄•yH₂O．為得到其化學式，現(xiàn)稱取5.88g摩爾鹽加入到過量的氫氧化鈉溶液中，加熱后生成的氣體完全被50mL1mol/L的硫酸溶液吸收，多余的硫酸溶液用1mol/L70mL氫氧化鈉溶液恰好完全中和．另取等質量的摩爾鹽溶于水后加入足量的氯化鋇溶液，產生6.99g沉淀．
（1）寫出相關反應離子方程式，并計算5.88g摩爾中硫酸根離子與銨根離子的物質的量．
（2）求解摩爾鹽的化學式．

Answer 1

分析 （1）FeSO₄•x（NH₄）₂SO₄•yH₂O的摩爾質量為（152+132x+18y）g/mol，則5.88gFe₂（SO₄）₃•x（NH₄）₂SO₄•yH₂O中含有的NH₄⁺的物質的量n（NH₄⁺）=$\frac{5.88}{152+132x+18y}×2x$，加入過量的NaOH溶液并加熱，生成的NH₃的物質的量，根據(jù)氮原子守恒即n（NH₃）=n（NH₄⁺）=$\frac{5.88}{152+132x+18y}×2x$，生成的氨氣用50mL 1mol•L^-1硫酸吸收，再用1mol/L的NaOH溶液中和，生成正鹽時消耗NaOH溶液70mL，故NH₃消耗的H⁺的物質的量n=0.05L×1mol/L×2-0.07L×1mol/L=0.03mol，據(jù)此列式①；5.88gFeSO₄•x（NH₄）₂SO₄•yH₂O中含有的SO₄^2-的物質的量n（SO₄^2-）=$\frac{5.88}{152+132x+18y}×（1+x）$，與BaCl₂溶液反應生成白色BaSO₄沉淀6.99g中所含的SO₄^2-的物質的量相等，據(jù)此列式②，兩式聯(lián)立即可解得；
（2）由（1）中硫酸根離子與銨根離子的物質的量之比方可確定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的摩爾質量為（152+132x+18y）g/mol（400+132x+18y）g/mol，則5.88gFe₂（SO₄）₃•x（NH₄）₂SO₄•yH₂O中含有的NH₄⁺的物質的量n（NH₄⁺）=$\frac{5.88}{152+132x+18y}×2x$，加入過量的NaOH溶液并加熱，生成的NH₃的物質的量n（NH₃）=n（NH₄⁺）=$\frac{5.88}{152+132x+18y}×2x$，再用1mol/L的NaOH溶液中和，生成正鹽時消耗NaOH溶液70mL，故NH₃消耗的H⁺的物質的量n（H⁺）=0.05L×1mol/L×2-0.07L×1mol/L=0.03mol，而根據(jù)反應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-的物質的量n（SO₄^2-_）=$\frac{5.88}{152+132x18y}（1+x）$，與BaCl₂溶液反應生成白色BaSO₄沉淀6.99g，而6.99gBaSO₄沉淀中所含的SO₄^2-的物質的量n（SO₄^2-_）=$\frac{6.99g}{233g/mol}$=0.03mol，0.03=$\frac{5.88}{152+132X+18Y}（1+x）$②
將①②聯(lián)立可解得：x=1，y=6
即該硫酸鹽的化學式為FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O
答：（1）5.88g摩爾中硫酸根離子與銨根離子的物質的量分別為0.03mol，0.03mol，（2）摩爾鹽的化學式為FeSO₄•（NH₄）₂SO₄•6H₂O．

點評 本題考查了工業(yè)尾氣的處理的方法和化學方程式的書寫以及化學式的求解，綜合性較強，難度較大．