Question

某物質(zhì)用途廣泛，可用作分析試劑、媒染劑、催化劑及化工原料．經(jīng)測定它含有鐵元素，摩爾質(zhì)量為482g/mol．為進一步確定它的組成，某化學興趣小組做了以下實驗：
Ⅰ．稱取48.20g該物質(zhì)溶于水，配成100mL溶液，所得溶液顯棕黃色．
Ⅱ．取上述溶液50mL于試管中，加入足量的0.1mol/L NaOH溶液，并加熱，產(chǎn)生的氣體經(jīng)干燥后通入濃硫酸中，濃硫酸增重0.85g；產(chǎn)生的紅褐色沉淀經(jīng)過過濾、洗滌、灼燒后得4.00g固體．
Ⅲ．另取上述溶液50mL于試管中，加入足量的BaCl₂溶液，產(chǎn)生不溶于鹽酸的白色沉淀 23.30g．
請回答下列問題：
（1）實驗Ⅱ中產(chǎn)生氣體的電子式

 

．
（2）該物質(zhì)的化學式為

 

，下列有關該物質(zhì)的用途合理的是

 

．
A．補血劑      B．凈水劑      C．含酚廢水的檢測試劑    D．肥料
（3）該物質(zhì)溶液中逐滴加入氫氧化鋇溶液至金屬元素完全沉淀時的化學反應方程式

 

．
（4）將SO₂氣體通入該物質(zhì)的溶液中可以觀察到的實驗現(xiàn)象是

 

，寫出該反應的離子方程式

 

．
（5）為了進一步驗證該物質(zhì)中鐵元素的化合價，某同學設計了如下實驗方案：取少量固體于試管中，加水充分溶解，滴加硫氰化鉀溶液，若溶液顯血紅色，即可證明該物質(zhì)中一定存在Fe³⁺．
請評價該實驗操作是否合理

 

（填“合理”或者“不合理”），理由

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：48.20g該物質(zhì)的物質(zhì)的量是

48.2g

482g/mol

=0.1mol，配成100mL溶液，經(jīng)測定它含有鐵元素，摩爾質(zhì)量為482g/mol，該物質(zhì)溶于水所得溶液顯棕黃色，則含有Fe³⁺，取上述溶液50mL，即0.05mol物質(zhì)中，加入足量的0.1mol/L NaOH溶液，并加熱，產(chǎn)生的氣體經(jīng)干燥后通入濃硫酸中，濃硫酸增重0.85g，則含有NH₄⁺，產(chǎn)生的0.85g是氨氣，物質(zhì)的量是

0.85g

17g/mol

=0.05mol，所以含有銨根離子是0.05mol，即1mol物質(zhì)中含有銨根離子1mol，產(chǎn)生的紅褐色沉淀經(jīng)過過濾、洗滌、灼燒后得4.00g固體，即為Fe₂O₃，物質(zhì)的量是

4.00g

160g/mol

=0.025mol，即含有鐵離子0.05mol，所以1mol物質(zhì)中含有鐵離子1mol，0.05mol該物質(zhì)中加入足量的BaCl₂溶液，產(chǎn)生不溶于鹽酸的白色沉淀即硫酸鋇 23.30g，即0.1mol，1mol物質(zhì)中所以含有硫酸根離子的物質(zhì)的量是2mol，結合物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，得到該物質(zhì)的分子式為：NH₄Fe（SO₄）₂?12H₂O，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)來回答即可．

解答： 解：48.20g該物質(zhì)的物質(zhì)的量是

48.2g

482g/mol

=0.1mol，配成100mL溶液，經(jīng)測定它含有鐵元素，摩爾質(zhì)量為482g/mol，該物質(zhì)溶于水所得溶液顯棕黃色，則含有Fe³⁺，取上述溶液50mL，即0.05mol物質(zhì)中，加入足量的0.1mol/L NaOH溶液，并加熱，產(chǎn)生的氣體經(jīng)干燥后通入濃硫酸中，濃硫酸增重0.85g，則含有NH₄+，產(chǎn)生的0.85g是氨氣，物質(zhì)的量是

0.85g

17g/mol

=0.05mol，所以含有銨根離子是0.05mol，即1mol物質(zhì)中含有銨根離子1mol，產(chǎn)生的紅褐色沉淀經(jīng)過過濾、洗滌、灼燒后得4.00g固體，即為Fe₂O₃，物質(zhì)的量是

4.00g

160g/mol

=0.025mol，即含有鐵離子0.05mol，所以1mol物質(zhì)中含有鐵離子1mol，0.05mol該物質(zhì)中加入足量的BaCl₂溶液，產(chǎn)生不溶于鹽酸的白色沉淀即硫酸鋇 23.30g，即0.1mol，1mol物質(zhì)中所以含有硫酸根離子的物質(zhì)的量是2mol，結合物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，得到該物質(zhì)的分子式為：NH₄Fe（SO₄）₂?12H₂O，
（1）物質(zhì)中，加入足量的0.1mol/L NaOH溶液，并加熱，產(chǎn)生的氣體經(jīng)干燥后通入濃硫酸中，濃硫酸增重0.85g，則含有NH₄⁺，產(chǎn)生的0.85g是氨氣，氨氣的電子式為：，故答案為：；
（2）物質(zhì)的化學式為NH₄Fe（SO₄）₂?12H₂O，可以用作含酚廢水的檢測試劑含氮肥料肥料，故答案為：NH₄Fe（SO₄）₂?12H₂O；CD；
（3）NH₄Fe（SO₄）₂?12H₂O溶液中逐滴加入氫氧化鋇溶液至金屬元素完全沉淀時的化學反應方程式為：NH₄Fe（SO₄）₂+3Ba（OH）₂=（NH₄）₂SO₄+3BaSO₄↓+2Fe（OH）₃↓，故答案為：NH₄Fe（SO₄）₂+3Ba（OH）₂=（NH₄）₂SO₄+3BaSO₄↓+2Fe（OH）₃↓；
（4）鐵離子具有氧化性，能將二氧化硫氧化，反應的方程式為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色，
故答案為：溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色；2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（5）由于亞鐵離子具有還原性，加水充分溶解，能被水中的氧氣氧化為鐵離子，干擾了鐵離子的檢驗，應該用煮沸的方法除去氧氣，同時再加硫酸酸化，防止變質(zhì)，所以該方法不合理，
故答案為：不合理；配制溶液時，溶解所用的水需要先加熱煮沸除去溶解的氧氣，同時溶液再加稀硫酸酸化．

點評：本題目是一道實驗方案設計得實驗探究題，考查學生分析和解決問題的能力，難度較大．