Question

黃色固體聚合硫酸鐵（SPFS）是一種重要的無機(jī)高分子絮凝劑，極易溶于水，作為工業(yè)和生活污水處理等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用．SPFS可表示成Fe_x（OH）_y（SO₄）_z?nH₂O．工業(yè)上常用的一種制備流程為：

（1）綠礬的化學(xué)式是

 

，上述綠礬與NaClO₃溶液反應(yīng)的離子方程式是

 

．
（2）測(cè)定組成：取12.10g上述SPFS溶解于水，配成200mL，分成二等份，向其中一份加入過量的BaCl₂溶液到沉淀完全，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得白色沉淀9.32g．另一份中加入足量的還原劑（不含鐵元素），將Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe²⁺．然后取50.00mL轉(zhuǎn)化后的溶液．用0.100mol?L^-1酸性高錳酸鉀溶液滴定產(chǎn)生的Fe²⁺，消耗酸性高錳酸鉀溶液30.00mL．
①滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象判斷是

 

．
②該SPFS的化學(xué)式是

 

．（寫出解題過程）

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）綠礬為七水硫酸亞鐵，氯酸根離子具有氧化性，亞鐵離子具有還原性，據(jù)此來書寫方程式；
（2）①高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，把亞鐵離子氧化成鐵離子，當(dāng)亞鐵離子消耗完，再滴入高錳酸鉀，顯示高錳酸鉀的顏色，溶液由黃色變?yōu)樽仙��?br />②根據(jù)原子守恒和質(zhì)量守恒來計(jì)算．

解答： 解：（1）綠礬為七水硫酸亞鐵，化學(xué)式為：FeSO₄?7H₂O；氯酸根離子具有氧化性，亞鐵離子具有還原性，二者發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為：
6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺═6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O，
故答案為：FeSO₄?7H₂O；6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺═6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
（2）①亞鐵離子顯淺綠色，高錳酸鉀溶液顯紫紅色，高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，把亞鐵離子氧化成鐵離子，當(dāng)亞鐵離子消耗完，再滴入高錳酸鉀，顯示高錳酸鉀的顏色，溶液由淺綠色變?yōu)樽霞t色；故答案為：溶液由淺綠色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘不褪色；
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   
根據(jù)Fe_x（OH）_y（SO₄）_z?nH₂O，x：z=0.03mol：0.04mol=3：4，即x=3，z=4，則利用化合價(jià)守恒得：3x=y+2z，即3×3=y+2×4，y=1，
即SPFS的化學(xué)式可寫成是Fe₃（OH）（SO₄）₄?nH₂O，100mL溶液溶質(zhì)為0.01mol，故0.01mol×（56×3+17+96×4+18n）g?mol^-1×2=12.10g，
解得：n=2，故化學(xué)式是Fe₃（OH）（SO₄）₄?2H₂O；故答案為：Fe₃（OH）（SO₄）₄?2H₂O

點(diǎn)評(píng)：本題考查了聚合硫酸鐵分子式的確定，中等難度，注意原子守恒、得失電子守恒和化合價(jià)代數(shù)和為0的運(yùn)用．