题目

现在有一种含氧酸盐的固体试样，经测定，该固体含2种金属元素和两种非金属元素．其中酸根由一种金属元素和氧元素组成，且两种元素质量比为7：8．为进一步确定该固体成分，现将4.68g该固体试样溶于水，滴加适量稀硫酸后，再加入2.24g铁粉，铁粉与酸根恰好完全反应生成Fe²⁺．向反应后的溶液中加入一定量的KOH溶液至刚好将Fe²⁺沉淀完全，过滤；将沉淀充分加热后得到Fe₂O₃ 4.8g．将滤液在一定条件下蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的含氧酸正盐（不是复盐）A，测得其质量为13.92g．
（1）A的化学式为______．
（2）该盐含有的金属元素是______．
（3）通过计算推断该盐的化学式．

提问时间：2020-12-21

答案

（1）因在反应过程中加入了硫酸溶解该盐，后又加入了氢氧化钾来沉淀亚铁离子，根据原子守恒，滤液中溶质只能是硫酸钾，故答案为：K₂SO₄；
（2）2.24g铁粉的物质的量为：

2.24g

56g/mol

=0.04mol，4.8g氧化铁的物质的量为：

4.8g

160g/mol

=0.03mol，该氧化铁中含铁0.06mol，比加入的铁粉多0.02，根据铁粉与酸根恰好完全反应生成Fe²⁺，可知酸根由铁元素和氧元素组成，因二者质量比为7：8，故二者物质的量比为：

7

56

：

8

16

=1：4，0.04mol铁粉和0.02mol该酸根反应，设酸根中铁的化合价为x，根据得失电子守恒得：0.04×2=0.02×（x-2），解得x=6，故该酸根为：FeO₄^2-．将Fe²⁺完全沉淀需氢氧化钾的物质的量为：0.06mol×2=0.12mol，硫酸钾的物质的量为：

13.92g

174g/mol

=0.08mol，含K⁺的物质的量为0.16mol，大于加入的氢氧化钾0.12mol，故该盐中含钾元素0.04mol，故该盐中含铁、钾两种金属元素；
故答案为：钾和铁；
（3）该盐中钾和酸根的物质的量之比为：0.04：0.02=2：1，该盐还有一种元素，只能以结晶水存在，故该盐可写成K₂FeO₄•nH₂O的形式，
该盐的摩尔质量为：

4.68g

0.02mol

=234g/mol，即39×2+56+16×4+n×18=234，解得 n=2，故该盐的化学式为：K₂FeO₄•2H₂O
答：该盐的化学式为K₂FeO₄•2H₂O．