Question

（14分）某物質用途廣泛，可用作分析試劑、媒染劑、催化劑及化工原料。經測定它含有鐵元素，摩爾質量為482g/mol。為進一步確定它的組成，某化學興趣小組做了以下實驗：
Ⅰ．稱取48.20g該物質溶于水，配成100mL溶液，所得溶液顯棕黃色。
Ⅱ．取上述溶液50mL于試管中，加入足量的0.1mol/LNaOH溶液，并加熱，產生的氣體經干燥后通入濃硫酸中，濃硫酸增重0.85g；產生的紅褐色沉淀經過過濾、洗滌、灼燒后得4.00g固體。
Ⅲ．另取上述溶液50mL于試管中，加入足量的BaCl₂溶液，產生不溶于鹽酸的白色沉淀 23.30g。
請回答下列問題：
（1）實驗Ⅱ中產生氣體的電子式    。
（2）該物質的化學式為    ，下列有關該物質的用途合理的是    。

A．補血劑

B．凈水劑

C．含酚廢水的檢測試劑

D．肥料

（3）該物質溶液中逐滴加入氫氧化鋇溶液至金屬元素完全沉淀時的化學反應方程式       。
（4）將SO₂氣體通入該物質的溶液中可以觀察到的實驗現象是          ，寫出該反應的離子方程式            。
（5）為了進一步驗證該物質中鐵元素的化合價，某同學設計了如下實驗方案：取少量固體于試管中，加水充分溶解，滴加硫氰化鉀溶液，若溶液顯血紅色，即可證明該物質中一定存在Fe³⁺。請評價該實驗操作是否合理       （填“合理”或者“不合理”），理由       。

Answer 1

（1）
（2）CD；
（3）NH₄Fe(SO₄)₂·12H₂O， 2NH₄Fe(SO₄)₂+3Ba(OH)2==2Fe(OH)₃↓+3BaSO₄↓+ (NH₄)₂SO₄。
（4）溶液由棕黃色變為淺綠色， 2Fe³⁺ + SO₂ + 2H₂O ====2Fe²⁺ + SO₄^2- + 4H⁺。
（5）不合理，在配制溶液時，蒸餾水應加熱煮沸，除去其中溶解的氧氣。

試題分析：根據題意知，該物質的摩爾質量為482g/mol，其中含有鐵元素。由Ⅰ知，該物質含有Fe³⁺；由Ⅱ知，向含0.05mol溶質的溶液中加入足量的NaOH溶液，并加熱，產生的氣體經干燥后通入濃硫酸中，濃硫酸增重0.85g，則產生的氨氣為0.05mol；產生的紅褐色沉淀氫氧化鐵經過過濾、洗滌、灼燒后得4.00g固體，其物質的量為0.025mol，則1mol該物質中含有1molNH₄⁺和1molFe³⁺。由Ⅲ知，向含0.05mol溶質的溶液中加入足量的BaCl₂溶液，產生不溶于鹽酸的白色沉淀硫酸鋇 23.30g，物質的量為0.1mol，則1mol該物質中含有2molSO₄^2—；則結合該物質的摩爾質量判斷，該物質的化學式為NH₄Fe(SO₄)₂·12H₂O。（1）實驗Ⅱ中產生的氣體為氨氣，電子式為。（2）該物質的化學式為NH₄Fe(SO₄)₂·12H₂O，其中含有NH₄⁺和Fe³⁺，可用作含酚廢水的檢測試劑和肥料，選CD；（3）該物質的化學式為NH₄Fe(SO₄)₂·12H₂O，向該物質溶液中逐滴加入氫氧化鋇溶液至鐵元素完全沉淀時，生成硫酸鋇、氫氧化鐵和硫酸銨，化學反應方程式2NH₄Fe(SO₄)₂+3Ba(OH)2==2Fe(OH)₃↓+3BaSO₄↓+ (NH₄)₂SO₄。（4）將SO₂氣體通入該物質的溶液中，SO₂與Fe³⁺發生氧化還原反應，Fe³⁺被還原為Fe²⁺，觀察到的實驗現象是溶液由棕黃色變為淺綠色，反應的離子方程式為2Fe³⁺ + SO₂ + 2H₂O ====2Fe²⁺ + SO₄^2- + 4H⁺。（5）為了進一步驗證該物質中鐵元素的化合價，某同學設計了如下實驗方案：取少量固體于試管中，加水充分溶解，滴加硫氰化鉀溶液，若溶液顯血紅色，即可證明該物質中一定存在Fe³⁺。該實驗操作不合理，理由在配制溶液時，蒸餾水應加熱煮沸，除去其中溶解的氧氣。