Question

已知黃鈉鐵礬[Na_xFe_y（SO₄）_m（OH）_n]具有沉淀顆粒大、沉淀速率快、容易過濾等特點．某研究小組先將某廢水中Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再加入Na₂SO₄使其生成黃鈉鐵礬而除去．該小組為測定黃鈉鐵礬的組成，進行了如下實驗：
①稱取4.850g樣品，加鹽酸完全溶解后，配成100.00mL溶液A；
②量取25.00mL溶液A，加入足量的KI，用0.2500mol?L^-1Na₂S₂O₃溶液進行滴定（反應為I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆），消耗30.00mLNa₂S₂O₃溶液至終點．
③另取25.00mL溶液A，加足量BaCl₂溶液充分反應后，過濾、洗滌、干燥后得沉淀1.165g．
（1）該小組不采用生成Fe（OH）₃沉淀的方法除去鐵元素，是因為生成的Fe（OH）₃

 

．
（2）用Na₂S₂O₃溶液進行滴定時，使用的指示劑為

 

，滴定到終點的顏色變化為

 

．
（3）通過計算確定黃鈉鐵礬的化學式（寫出計算過程）．

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：（1）由題給信息，黃鈉鐵礬[Na_xFe_y（SO₄）_m（OH）_n]具有沉淀顆粒大、沉淀速率快、容易過濾等特點，得出生成氫氧化鐵沉淀的特點；
（2）碘遇淀粉變藍色，故選擇淀粉作指示劑，當溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘顏色不再變化說明滴定到達終點；
（3）測定黃鈉鐵礬的原理是，加入碘化鉀和黃鈉鐵礬中鐵離子反應生成單質(zhì)碘，碘和硫代硫酸鈉反應，通過消耗硫代硫酸鈉的量來計算鐵的量，加入足量氯化鋇和硫酸根離子生成硫酸鋇沉淀，通過硫酸鋇沉淀來計算硫酸根離子的量，根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒計算鈉離子和氫氧根離子的量，根據(jù)各微量物質(zhì)的量之比寫出黃鈉鐵礬的化學式．

解答： 解：（1）由題給信息，黃鈉鐵礬[Na_xFe_y（SO₄）_m（OH）_n]具有沉淀顆粒大、沉淀速率快、容易過濾等特點，則生成氫氧化鐵沉淀具有沉淀顆粒小、速度慢、不容易過濾的特點；故答案為：沉淀顆粒小、沉淀速率慢、不容易過濾；
（2）碘遇淀粉變藍色，故選擇淀粉作指示劑，當溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘顏色不再變化說明滴定到達終點；
故答案為：淀粉；溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不再恢復；
（3）有關的反應離子方程式為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆，
2Fe³⁺～I₂～2Na₂S₂O₃
n（Fe³⁺）=2n（I₂）=n（Na₂S₂O₃）=0.2500 mol?L^-1×30.00 mL×10^-3L?mL^-1=7.50×10^-3 mol；
加足量BaCl₂溶液充分反應后，過濾、洗滌、干燥后得沉淀1.165g為硫酸鋇沉淀，則n（SO₄^2-）=

1.165g

233g/mol

=5.00×10^-3mol
100 mL溶液中含有n（Fe³⁺）=7.50×10^-3 mol×

100mL

25mL

=0.03 mol，n（SO₄^2-）=5.00×10^-3 mol×

100mL

25mL

=0.02 mol，
設4.850g樣品中鈉離子的物質(zhì)的量為n（Na⁺），氫氧根離子物質(zhì)的量為n（OH^-），
根據(jù)質(zhì)量守恒得：4.850g-0.03mol×56g/mol-0.02mol×96g/mol=n（Na⁺）×23g/mol+n（OH^-）×17g/mol
根據(jù)電荷守恒得：0.03mol×3+n（Na⁺）×1=0.02mol×2+n（OH^-）×1
解得：n（Na⁺）=0.01 mol，n（OH^-）=0.06 mol，
x：y：m：n=n（Na⁺）：n（Fe³⁺）：n（SO₄^2-）：n（OH^-）=0.01：0.03：0.02：0.06=1：3：2：6，
化學式為NaFe₃（SO₄）₂（OH）₆，
答：黃鈉鐵礬的化學式為：NaFe₃（SO₄）₂（OH）₆．

點評：本題考查黃鈉鐵礬組成的測定，中等難度，計算時要搞清反應原理，充分利用質(zhì)量守恒和電荷守恒計算出鈉離子和氫氧根離子的物質(zhì)的量是解題的關鍵．要細心計算，注意從100mL中取出25mL進行滴定和形成沉淀，容易出錯．