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(guān)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(yīng)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(yīng)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(shè)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(jié)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(jié)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(shè)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．