Question

摩爾鹽[xFeSO₄·y(NH₄)₂SO₄·zH₂O]是一種重要化工原料。其組成可通過下列實(shí)驗(yàn)測定：
①稱取1.5680 g樣品，準(zhǔn)確配成100 mL溶液A。
②量取25.00 mL溶液A，加入鹽酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，過濾、洗滌，干燥至恒重，得到白色固體0.4660 g。
③再量取25.00 mL溶液A，滴加適量稀硫酸，用0.0200 mol·L^－1KMnO₄溶液滴定至終點(diǎn)，生成Mn^2＋，消耗KMnO₄溶液10.00 mL。
（1）已知室溫下BaSO₄的K_sp=1.1×10^－10，欲使溶液中c(SO₄^2－)≤1. 0×10^－5mol·L^－1，應(yīng)保持溶液中c(Ba^2＋)
≥          mol·L^－1。
（2）③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為             ，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是          。
（3）通過計(jì)算確定樣品的組成（必須寫出計(jì)算過程）。

Answer 1

（1）1.1×10^－5                                                           （2分）
（2）MnO₄^－+5 Fe²⁺+8H^＋＝Mn²⁺+5 Fe³⁺+4H₂O（2分） 
溶液由無色變?yōu)闇\紫色（紫色、紫紅色），且半分鐘不褪色 （1分）
（3）n(SO₄^2－)= n(BaSO₄)＝0. 466g/233g·mol^－1＝2. 00×10^－3 mol (或2.00mmol) （2分）
n(Fe^2＋)＝5×0. 02000 mol·L^－1×10. 00 mL/1000 mL·L^－1＝1. 000×10^－3mol  （1分）
n(NH₄^＋)＝2×2. 00×10^－3 mol-2×1. 000×10^－3mol＝2. 000×10^－3mol         （1分）
n(H₂O)＝(1.5680 g×25.00 mL/100.00mL-1.000×10^－3mol
×152g·mol^－1-1.000×10^－3mol×132g·mol^－1)/18 g·mol^－1
＝6. 000×10^－3mol                                              （2分）
x∶y∶z＝n(FeSO₄)∶n[ (NH₄)₂SO₄]∶n(H₂O)＝1∶1∶6
該摩爾鹽的化學(xué)式為FeSO₄·(NH₄)₂SO₄·6H₂O                        （1分）      

試題分析：本題是測定物質(zhì)組成的計(jì)算題。
（1）K_sp= c(Ba^2＋) × c(SO₄^2－)=1.1×10^－10    c(Ba^2＋)= 1.1×10^－5 mol·L^－1
（3）在步驟②中得到的白色固體為BaSO₄，由此計(jì)算出SO₄^2-的含量；在步驟③中根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算出溶液中含有的Fe^2＋的含量，再根據(jù)電荷守恒計(jì)算出溶液中含有NH₄^＋的含量。但要注意所取的溶液只是原溶液的1/5，計(jì)算原溶液中SO₄^2-和Fe^2＋的物質(zhì)的量。最后根據(jù)總質(zhì)量計(jì)算水的含量，確定組成。