Question

【題目】摩爾鹽[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是一種重要的化工原料，可用于制取納米Fe3O4和草酸合鐵酸鉀等。

（1）取一定質量摩爾鹽樣品與過量NaOH溶液反應。

①根據生成氣體的體積計算得到摩爾鹽的純度小于實際值，其原因是______。

②向所得Fe(OH)2沉淀中加入NaNO2溶液可制得納米Fe3O4，同時產生NO。該反應的離子方程式為______。

（2）摩爾鹽經氧化后與KOH和H2C2O4反應可得到草酸合鐵酸鉀［KaFeb(C2O4)c·dH2O］，其中Fe元素化合價為+3。

①已知25 ℃，H2C2O4的電離常數Ka1=5.6×10-2，Ka2=5.4×10-5。pH=4的H2C2O4溶液中c(C2O):c(HC2O)=______。

②為了確定草酸合鐵酸鉀的組成，準確稱取4.910 g樣品在氮氣氣氛下加熱，固體樣品的剩余質量隨溫度的變化如圖所示。

已知：a．120℃時已完全失去結晶水。

b．200℃~580℃分解產生的CO和CO2恢復至標準狀況下體積為1.008 L。

c．580℃以上殘留固體為FeO和K2CO3的混合物。

根據以上實驗數據計算草酸合鐵酸鉀中的n(Fe3+):n(C2O42-)_____________（寫出計算過程）。

Answer 1

【答案】 氨氣極易溶于水，溶液中有部分氨氣沒有逸出 3Fe(OH)2+ 2NO＝Fe3O4+2NO↑+2OH—+2H2O 0.54 根據元素守恒得到分解產生的氣體為CO和CO2，n(CO)+n(CO2)= =4.5×10-2 mol，2n(C2O42-)= n(K2CO3)+ n(CO)+n(CO2)= n(K2CO3)+ 4.5×10-2 mol，n(Fe3+)×72 g·mol-1＋n(K+)×138 g·mol-1=2.79 g， 3n(Fe3+)+ n(K+)=2×[n(K+)+4.5×10-2 mol]×，解得：n(Fe3+)=1×10-2 mol n(K+)= 3×10-2 mol，n(C2O42-)=3×10-2 mol，n(Fe3+):n(C2O42-)=1×10-2 mol: 3×10-2 mol=1:3

【解析】(1)①摩爾鹽[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]與氫氧化鈉反應生成氨氣，氨氣極易溶于水，溶液中有部分氨氣沒有逸出，因此根據生成氣體的體積計算得到摩爾鹽的純度小于實際值，故答案為：氨氣極易溶于水，溶液中有部分氨氣沒有逸出；

②Fe(OH)2沉淀中加入NaNO2溶液可制得納米Fe3O4，同時產生NO，反應的離子方程式為3Fe(OH)2+ 2NO2-＝Fe3O4+2NO↑+2OH—+2H2O，故答案為：3Fe(OH)2+ 2NO2-＝Fe3O4+2NO↑+2OH—+2H2O；

(2)①已知25 ℃，H2C2O4的電離常數Ka1=5.6×10-2，Ka2=5.4×10-5。pH=4的H2C2O4溶液中====0.54，故答案為：0.54；

②根據元素守恒得到分解產生的氣體為CO和CO2，n(CO)+n(CO2)= =4.5×10-2 mol，2n(C2O42-)= n(K2CO3)+ n(CO)+n(CO2)= n(K2CO3)+ 4.5×10-2 mol，n(Fe3+)×72 g·mol-1＋n(K+)×138 g·mol-1=2.79 g， 3n(Fe3+)+ n(K+)=2×[n(K+)+4.5×10-2 mol]×，解得：n(Fe3+)=1×10-2 mol，n(K+)= 3×10-2 mol，n(C2O42-)=3×10-2 mol，n(Fe3+):n(C2O42-)=1×10-2 mol: 3×10-2 mol=1:3，故答案為：1:3。