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(guò)濾等特點(diǎn)．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(cè)定黃鈉鐵礬的組成，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
①稱(chēng)取4.850g樣品，加鹽酸完全溶解后，配成100.00mL溶液；
②量取25.00mL溶液，加入足量的KI，用0.2500mol?L^-1Na₂S₂O₃溶液進(jìn)行滴定（反應(yīng)為I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆），消耗30.00mLNa₂S₂O₃溶液至終點(diǎn)．
③另取25.00mL溶液，加足量BaCl₂溶液充分反應(yīng)后，過(guò)濾、洗滌、干燥后得沉淀1.165g．
（1）Na_xFe_y（SO₄）_m（OH）_n中x、y、m、n的代數(shù)關(guān)系式為

 

．
（2）用Na₂S₂O₃溶液進(jìn)行滴定時(shí)，使用的指示劑為

 

，滴定到終點(diǎn)的顏色變化為

 

．
（3）通過(guò)計(jì)算確定黃鈉鐵礬的化學(xué)式（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專(zhuān)題：

分析：（1）由題給信息，黃鈉鐵礬[Na_xFe_y（SO₄）_m（OH）_n]元素化合價(jià)代數(shù)和為0；
（2）碘遇淀粉變藍(lán)色，故選擇淀粉作指示劑，當(dāng)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘顏色不再變化說(shuō)明滴定到達(dá)終點(diǎn)；
（3）測(cè)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(yīng)生成單質(zhì)碘，碘和硫代硫酸鈉反應(yīng)，通過(guò)消耗硫代硫酸鈉的量來(lái)計(jì)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(guò)硫酸鋇沉淀來(lái)計(jì)算硫酸根離子的量，根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒計(jì)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(xiě)出黃鈉鐵礬的化學(xué)式．

解答： 解：（1）由題給信息，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，黃鈉鐵礬[Na_xFe_y（SO₄）_m（OH）_n]中鐵元素化合價(jià)為+3價(jià)，元素化合價(jià)代數(shù)和為0，x+3y-2m-n=0，得到x+3y=2m+n；
故答案為：x+3y=2m+n；
（2）碘遇淀粉變藍(lán)色，故選擇淀粉作指示劑，當(dāng)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘顏色不再變化說(shuō)明滴定到達(dá)終點(diǎn)；
故答案為：淀粉溶液；溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不再恢復(fù)；
（3）有關(guān)的反應(yīng)離子方程式為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆，
2Fe³⁺～I(xiàn)₂～2Na₂S₂O₃
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(yīng)后，過(guò)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(shè)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(xué)式為NaFe₃（SO₄）₂（OH）₆，
答：黃鈉鐵礬的化學(xué)式為：NaFe₃（SO₄）₂（OH）₆．

點(diǎn)評(píng)：本題考查黃鈉鐵礬組成的測(cè)定，中等難度，計(jì)算時(shí)要搞清反應(yīng)原理，充分利用質(zhì)量守恒和電荷守恒計(jì)算出鈉離子和氫氧根離子的物質(zhì)的量是解題的關(guān)鍵．要細(xì)心計(jì)算，注意從100mL中取出25mL進(jìn)行滴定和形成沉淀，容易出錯(cuò)．