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为测定一种复合氧化物型的磁性粉末的组成,称取12.52 g样品,将其全部溶于过量稀硝酸后,配成100 mL溶液。取其一半,加入过量K2SO4溶液,生成白色沉淀,经过滤、洗涤、烘干得4.66 g固体。在余下的50 mL溶液中加入少许KSCN溶液,显红色,如果加入过量NaOH溶液,则生成红褐色沉淀,将沉淀过滤、洗涤、灼热得3.2 g固体。

(1)计算磁性粉末材料中含氧元素的质量分数。

(2)确定该材料的化学式。

答案

从实验可知该复合材料中含有Ba、Fe、O三种元素。设其中Ba 2+质量为x,则:

  Ba 2+   +  SO

══BaSO4

137 g                         233 g

x           4.66 g 解得:x=5.48 g

设含铁元素的质量为y,则

  2Fe~2Fe(OH)3~Fe2O3

112 g                    160 g

y          3.2 g  解得:y=4.48 g

则氧元素的质量为:12.52 g-4.48 g-5.48 g=2.56 g

(1)w(O)=

×100%=20.45%

(2)n(Ba)∶n(Fe)∶n(O)=

=1∶2∶4

故化学式为:BaFe2O4(或BaO·Fe2O3)

解析:由题意知:4.66 g固体为BaSO4,则n(Ba 2+)=n(BaSO4)=4.66 g233 g·mol -1=0.020 0 mol

3.2 g固体为Fe2O3,则n(Fe 3+)=2n(Fe2O3)=2×3.2 g160 g·mol -1=0.040 0 mol

则m(O)=12.52 g-(0.020 0 mol×137 g·mol -1+0.040 0 mol×56 g·mol -1)=2.56 g。w(O)=

×100%=20.45%

n(Ba)=n(Fe)∶n(O)=0.020 0mol∶0.040 0 mol∶2.56 g×1216 g·mol -1=1∶2∶4,

化学式为BaFe2O4或BaO·Fe2O3


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