Question

8．某物質用途廣泛，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/LNaOH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）該物質的化學式為NH₄Fe（SO₄）₂•12H₂O，請寫出有關該物質的一個用途氮肥．
（3）該物質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NH₄Fe（SO₄）₂+3Ba（OH）₂=（NH₄）₂SO₄+3BaSO₄↓+2Fe（OH）₃↓．
（4）將SO₂氣體通入該物質的溶液中可以觀察到的實驗現(xiàn)象是溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色，寫出該反應的離子 方程式2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．
（5）請設計實驗方案驗證該物質中金屬陽離子：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，即可證明該物質中一定存在Fe³⁺．

Answer 1

分析 48.20g該物質的物質的量是$\frac{48.2g}{482g/mol}$=0.1mol，配成100mL溶液，經(jīng)測定它含有鐵元素，摩爾質量為482g/mol，該物質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，物質的量是$\frac{0.85g}{17g/mol}$=0.05mol，所以含有銨根離子是0.05mol，即1mol物質中含有銨根離子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，物質的量是$\frac{4.00g}{160g/mol}$=0.025mol，即含有鐵離子0.05mol，所以1mol物質中含有鐵離子1mol，0.05mol該物質中加入足量的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物質中所以含有硫酸根離子的物質的量是2mol，結合物質的摩爾質量，得到該物質的分子式為：NH₄Fe（SO₄）₂•12H₂O，然后結合元素化合物知識來解答．

解答 解：48.20g該物質的物質的量是$\frac{48.2g}{482g/mol}$=0.1mol，配成100mL溶液，經(jīng)測定它含有鐵元素，摩爾質量為482g/mol，該物質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，物質的量是$\frac{0.85g}{17g/mol}$=0.05mol，所以含有銨根離子是0.05mol，即1mol物質中含有銨根離子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，物質的量是$\frac{4.00g}{160g/mol}$=0.025mol，即含有鐵離子0.05mol，所以1mol物質中含有鐵離子1mol，0.05mol該物質中加入足量的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物質中所以含有硫酸根離子的物質的量是2mol，結合物質的摩爾質量，得到該物質的分子式為NH₄Fe（SO₄）₂•12H₂O，
（1）氣體為氨氣，氨氣的電子式為，故答案為：；
（2）物質的化學式為NH₄Fe（SO₄）₂•12H₂O，可以用作含酚廢水的檢測試劑、作氮肥等，故答案為：NH₄Fe（SO₄）₂•12H₂O；氮肥；
（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）實驗方案驗證該物質中金屬陽離子的方法為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，即可證明該物質中一定存在Fe³⁺，
故答案為：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，即可證明該物質中一定存在Fe³⁺．

點評 本題考查無機物的推斷，為高頻考點，把握沉淀、氣體的判斷及發(fā)生的反應等為解答的關鍵，側重分析、推斷能力的考查，注意常見離子的檢驗方法及應用，題目難度不大．