Question

黄钾铵铁矾[KNH₄Fex(SO₄)y(OH)z]不溶于水和稀硫酸，制取黄钾铵铁矾的示意图如下：

（1）溶液X是                   。

（2）检验滤液中是否存在K^＋的操作是                      。

（3）黄钾铵铁矾的化学式可通过下列实验测定：

① 称取一定质量的样品加入稀硝酸充分溶解，将所得溶液转移至容量瓶并配制成100.00 mL溶液A。

② 量取25.00 mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体9.32 g。

③ 量取25.00 mL溶液A，加入足量NaOH溶液，加热，收集到标准状况下气体224 mL，同时有红褐色沉淀生成。

④ 将步骤③所得沉淀过滤、洗涤、灼烧，最终得固体4.80 g。

通过计算确定黄钾铵铁矾的化学式(写出计算过程)。

Answer

(1)氨水（或NH3·H2O）

(2)用洁净的铂丝（或铁丝）蘸取滤液在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，若火焰呈紫色，则存在K＋（没有答到透过蓝色钴玻璃观察，不给分）

(3)n(SO)= n(BaSO4)==0.04mol

n(NH)= n(NH3)==0.01mol

n(Fe3+)=2 n(Fe2O3)=2×=0.06mol

n(K+)= n(NH)=0.01mol

根据电荷守恒：n(OH－)= n(K+)+ n(NH)+ 3n(Fe3+)-2 n(SO)=0.12mol

n(K+)：n(NH)：n(Fe3+)： n(SO) ：n(OH－)=1:1:6:4:12

黄钾铵铁矾的化学式为KNH4Fe6(SO4)4(OH)12

【解析】

试题分析：（1）制取黄钾铵铁矾的示意图及黄钾铵铁矾[KNH4Fex（SO4）y（OH）z]组成，可以可知加入X是氨水，以便生成黄钾铵铁矾；

（2）通过焰色反应检验钾离子存在情况，方法为：用洁净的铂丝（或铁丝）蘸取滤液在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色的钴玻璃观察，若火焰呈紫色，则存在K+，

故答案为：用洁净的铂丝（或铁丝）蘸取滤液在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色的钴玻璃观察，若火焰呈紫色，则存在K+；

（3）②的沉淀为硫酸钡，硫酸钡的物质的量就等于溶液中硫酸根的物质的量：n（SO42-）=n（BaSO4）==0.04 mol

③所得气体为氨气，溶液中铵离子物质的量就等于氨气的物质的量：n（NH4+）=n（NH3）==0.01 mol

④最终得到的固体是氧化铁，根据铁原子守恒，溶液中的铁离子物质的量为：n（Fe3+）=2n（Fe2O3）=2×=0.06 mol

黄钾铵铁矾[KNH4Fex（SO4）y（OH）z]中，n（K+）=n（NH4+）=0.01 mol，

根据电荷守恒：n（OH-）=n（K+）+n（NH4+）+3n（Fe3+）-2n（SO42-）=0.12 mol

n（K+）：n（NH4+）：n（Fe3+）：n（SO42-）：n（OH-）=1：1：6：4：12

黄钾铵铁矾的化学式为KNH4Fe6（SO4）4（OH）12，。

考点：本题考查化学工艺流程、化学计算。