Question

实验室用铁粉制备摩尔盐的操作流程如下：

 

（1）流程中“趁热”过滤的原因是__________。

（2）检验反应1溶液中是否含Fe³⁺的实验方法为___________。

（3）为确定摩尔盐的化学式,进行如下实验:现称取4.704g新制摩尔盐,溶于水配制成100.0mL溶液,再将该溶液分成两等份。向其中一份溶液中加入足量Ba(OH)₂溶液,并微热,逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,同时生成白色沉淀,随即沉淀变为灰绿色,最后带有红褐色,用足量稀盐酸处理沉淀物,充分反应后过滤、洗涤和干燥,得白色固体2.796g。另一份溶液用0.0500mol·L^-1K₂Cr₂O₇酸性溶液滴定,当Cr₂O₇^2-恰好完全被还原为Cr³⁺时,消耗K₂Cr₂O₇溶液的体积为20.00mL。 

①25℃时,K_sp(BaSO₄)=1.1×10^-10,若要使溶液中SO₄^2-离子沉淀完全(即该离子浓度须小于1×10^-5mol·L^-1),则此时c[(Ba(OH)₂]≥________mol·L^-1。 

②确定该摩尔盐的化学式(写出计算过程)。________

Answer

防止温度降低，硫酸亚取少量反应1溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变为血红色，则含Fe3+.1.1×10－5(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O

【解析】Fe和稀硫酸反应生成硫酸亚铁，趁热过滤，然后想滤液中加入硫酸铵晶体，将溶液结晶、洗涤、晾干得到摩尔盐；
(1)温度越高，硫酸亚铁的溶解度越大，为降低硫酸亚铁的溶解度，需要趁热过滤；
(2)欲检验溶液中是否含Fe3+，可以取少量反应1溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变为血红色，则含Fe3+.；
(3)①25℃时，Ksp(BaSO4)=1.1×10-10，若要使溶液中SO42-离子沉淀完全(即该离子浓度须小于1×10-5 mol•L-1)，则c(Ba2+)==mol/L=1.1×10-5mol•L-1，再根据Ba原子守恒得c[(Ba(OH)2]=c(Ba2+)=1.1×10-5mol•L-1；
②摩尔盐和氢氧化钡反应生成硫酸钡、氨气、氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定，被氧化生成氢氧化铁红褐色沉淀，然后用足量稀盐酸溶解沉淀，最后得到的白色沉淀是BaSO4，n(BaSO4)==0.012mol，
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
6     1
n     0.0500mol•L-1×0.020L
n(Fe2+)=0.001 mol×6=0.006mol
根据电荷守恒得n(NH4+)+2n(Fe2+)=2n(SO42-)，n(NH4+)=0.012mol，n(H2O)==0.036mol，n(SO42-)∶n(Fe2+)∶n(NH4+)∶n(H2O)=0.012 mol∶0.006 mol∶0.012mol：0.036 mol=2∶1∶2∶6，故莫尔盐的化学式为：(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O[或(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O]。