Question

【題目】某無機鹽M是一種優良的氧化劑，為確定其化學式，某小組設計并完成了如下實驗：
已知：①無機鹽M僅由鉀離子和一種含氧酸根組成，其分子中的原子個數比為2：1：4；
②如圖中，將1.98g該無機鹽溶于水，滴加適量稀硫酸后，再加入1.12g還原鐵粉，恰好完全反應得混合溶液N．
③該小組同學將溶液N分為二等份，分別按路線Ⅰ、路線Ⅱ進行實驗．
④在路線Ⅱ中，首先向溶液N中滴加適量KOH至元素X剛好沉淀完全，過濾后將沉淀在空氣中充分灼燒得純凈的Fe2O3粉末1.20g；再將濾液在一定條件下蒸干，只得到3.48g純凈的不含結晶水的正鹽W．
請按要求回答下列問題：
（1）由路線Ⅰ的現象可知，溶液N中含有的陽離子是；
（2）由實驗流程圖可推得，含氧酸鹽W的化學式是 ；由路線Ⅱ可知，1.98g無機鹽M中所含鉀元素的質量為g；
（3）無機鹽M與1.12g還原鐵粉恰好完全反應生成溶液N的化學反應方程為 ．

Answer 1

【答案】
（1）Fe2+
（2）Na2SO4；0.78
（3）2Fe+K2FeO4+4H2SO4═3FeSO4+K2SO4+4H2O
【解析】1.2g氧化鐵的物質的量為： =0.0075mol，則溶液N中含有鐵元素的物質的量為：0.0075mol×2×2=0.03mol，質量為：56g/mol×0.03mol=1.68g＞1.12g，所以無機鹽M中一定含有Fe元素，故原來無機鹽M中鐵元素的物質的量為0.03mol﹣0.02mol=0.01mol；據題意得E為Na2SO4 ， 2.84g Na2SO4物質的量為0.02mol，故無機鹽W中含鈉元素，依據W為含氧酸根，且分子中的原子個數比為1：2：4，可得M的化學式為K2FeO4 ， （1）根據路線Ⅰ可知，N溶液中一定含有亞鐵離子， 所以答案是：Fe2+；（2）1.2g氧化鐵的物質的量為： =0.0075mol，則溶液中含有鐵元素的物質的量為：0.0075mol×2×2=0.03mol，質量為：56g/mol×0.03mol=1.68g＞1.12g，所以無機鹽M中一定含有Fe元素，無機鹽M分子中的原子個數比為1：2：4，則M的化學式為：Na2FeO4 ， 根據流程可知，Na2FeO4與稀硫酸、還原鐵粉反應生成硫酸亞鐵和硫酸鉀，根據質量守恒可知W為硫酸鉀，1.98gK2FeO4的物質的量為 =0.01mol，0.01molK2FeO4中含有0.02mol鉀離子，含有鉀離子的質量為39g/mol×0.02mol=0.78g，
所以答案是：Na2SO4 ；0.78；（3）1.66gNa2FeO4的物質的量為0.01mol，1.12g還原鐵粉的物質的量為0.02mol，所以Na2FeO4與還原鐵粉按物質的量之比為1：2反應的化學反應方程為：2Fe+K2FeO4+4H2SO4═3FeSO4+K2SO4+4H2O，
所以答案是：2Fe+K2FeO4+4H2SO4═3FeSO4+K2SO4+4H2O．