Question

【題目】黃鐵礬法是硫酸體系中除鐵的常用方法，黃銨鐵礬是黃鐵礬中的一種[化學(xué)式可表示為(NH4)xFey(SO4)z(OH)w，摩爾質(zhì)量為480 g·mol－1]。

(1) 除去MnSO4酸性溶液中的Fe2＋可向溶液中加入MnO2，充分攪拌，然后用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH為1～3，升溫到95 ℃，靜置即可形成黃銨鐵礬沉淀。MnO2氧化Fe2＋的離子方程式為_______________________，靜置形成黃銨鐵礬過程中溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。

(2) 依據(jù)下列實驗和數(shù)據(jù)可確定黃銨鐵礬的化學(xué)式。

①稱取黃銨鐵礬2.400 g，加入足量NaOH溶液充分反應(yīng)后過濾，向濾液中加入足量鹽酸酸化的BaCl2溶液，得到沉淀2.330 g。

②Mim Ristic等曾對黃銨鐵礬進行熱分解實驗，其結(jié)果可用下圖熱重曲線表示(已知：黃銨鐵礬在300 ℃前分解釋放的物質(zhì)為H2O，300～575 ℃之間只有NH3·H2O放出，此時殘留固體只存在Fe、O、S三種元素，670 ℃以上得到的是純凈的紅棕色粉末)。

根據(jù)以上實驗及圖中數(shù)據(jù)確定黃銨鐵礬的化學(xué)式______________(寫出計算過程)。

Answer 1

【答案】MnO2＋4H＋＋2Fe2＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O 減小 由z＝ =2

y＝ ＝3

18 g·mol－1×x＋56 g·mol－1×3＋96 g·mol－1×2＋17 g·mol－1×w＝480 g·mol－1

由化合價代數(shù)和為0∶x×(＋1)＋3×(＋3)＋2×(－2)＋w×(－1)＝0

解得：x＝1，w＝6

[或 ，減少的必為NH3和H2O，即每480 g黃銨鐵礬受熱分解，此階段中釋放1 mol NH3和0.5 mol H2O，推得x＝1

由電荷守恒：x＋3y＝2z＋w，w＝6]

化學(xué)式為NH4Fe3(SO4)2(OH)6

【解析】

(1) MnO2氧化Fe2＋生成Fe3＋和Mn2＋， 離子方程式為 MnO2＋4H＋＋2Fe2＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O，靜置形成黃銨鐵礬過程中消耗OH-，溶液的pH減��；

(2) 由z＝ =2

y＝ ＝3

18 g·mol－1×x＋56 g·mol－1×3＋96 g·mol－1×2＋17 g·mol－1×w＝480 g·mol－1

由化合價代數(shù)和為0∶x×(＋1)＋3×(＋3)＋2×(－2)＋w×(－1)＝0

解得：x＝1，w＝6

[或 ，減少的必為NH3和H2O，即每480 g黃銨鐵礬受熱分解，此階段中釋放1 mol NH3和0.5 mol H2O，推得x＝1

由電荷守恒：x＋3y＝2z＋w，w＝6]

化學(xué)式為NH4Fe3(SO4)2(OH)6