Question

铁铵矾常用作测定卤素的指示剂，化学式为(NH₄)_aFe_b(SO₄)_c·dH₂O，为测定其组成，某化学兴趣小组进行了以下实验：

I.称取144.6g样品，灼烧至恒重时(假如只失去结晶水，不发生其他反应)，得蒸馏水的质量为64.8g。

II.将上述剩余固体完全溶于水，并将所得溶液分成三等份：

①往其中一份中加入足量的 NaOH 浓溶液并加热，最终得到标准状况下2.24L气体。

②往第二份中加入稀硫酸，然后向此混合溶液中逐滴加入0.1mol·L^-1 NaOH 溶液，滴加过程中产生红褐色沉淀的质量与加入 NaOH 溶液的体积的关系如图所示：

③往第三份中加入足量的0.1mol·L^-1 BaCl₂溶液，生成不溶于稀硝酸的白色沉淀46.6g

回答下列问题：

(1)操作①中生成气体的离子方程式为______________________________。

(2)操作②中OX段反应的离子方程式为 ____________________________________；XY 段反应的离子方程式为_____________________________________ 。

(3)操作③中生成的沉淀为 ____________，其物质的量为__________。

(4)铁铵矾的化学式为  ____________________。

Answer

+OH-NH3 ↑+H2O H++OH-= H2O Fe3+ +3OH- = Fe(OH)3↓ BaSO4 0.2mol (NH4)Fe(SO4)2·12H2O

【解析】

(1)加入足量的NaOH浓溶液并加热，可以产生气体，该气体应为氨气，发生的离子反应为+OH-NH3 ↑+H2O，则原样品中n()=×3=0.3mol；

(2)第二份中先加入了稀硫酸，所以滴加NaOH溶液时会先发生氢离子和氢氧根的中和反应，所以OX段的离子方程式为H++OH-= H2O；继续滴加NaOH溶液，产生红褐色沉淀，该沉淀应为Fe(OH)3，说明原样品中的铁元素存在形成为Fe3+， XY段发生的反应为Fe3+ +3OH- = Fe(OH)3↓；根据沉淀的质量可知原样品中n(Fe3+)=×3=0.3mol；

(3)加入足量氯化钡溶液，得到的沉淀应为BaSO4，沉淀的物质的量为=0.2mol，所以原样品中n(SO)=0.2mol×3=0.6mol；

(4)灼烧时失去64.8g结晶水，则n(H2O)==3.6mol；所以样品中n()：n(Fe3+)：n(SO)：n(H2O)=0.3mol：0.3mol：0.6mol：3.6mol=1:1:2:12，所以铁铵矾的化学式为(NH4)Fe(SO4)2·12H2O。