Question

【題目】硫酸亞鐵銨(NH4)aFeb(SO4)c·dH2O又稱莫爾鹽，是淺綠色晶體，用硫鐵礦（主要含FeS2、SiO2等）制備莫爾鹽的流程如下：

已知：“還原”時，FeS2與H2SO4不反應，Fe3+通過反應Ⅰ、Ⅱ被還原，反應Ⅰ如下：

FeS2 +14Fe3++8H2O =15Fe2++2SO42-+16H+

（1）寫出“還原”時Fe3+與FeS2發生還原反應Ⅱ的離子方程式：__________________________。實驗室檢驗“還原”已完全的方法是：__________________________。

（2）稱取11.76g新制莫爾鹽，溶于水配成250mL溶液。取25.00mL該溶液加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀1.398g；另取25.00mL該溶液用0.0200mol/LKMnO4酸性溶液滴定，當MnO4-恰好完全被還原為Mn2+時，消耗溶液的體積為30.00mL。試確定莫爾鹽的化學式（請寫出計算過程）_________。

Answer 1

【答案】 FeS2+2Fe3+=3Fe2++2S↓ 取少量酸浸后的溶液，向其中滴加數滴KSCN溶液，如果溶液變紅則“還原”未完全，反之，已完全。 原樣品中的n(SO42-)＝10×1.398g÷233g/mol＝0.06mol

n(MnO4-)＝0.0200mol/L×0.03L＝0.0006 mol

由得失電子守恒可知：n(Fe2+)＝5 n(MnO4-)=0.003mol 原樣品中n(Fe2+)=0.03 mol

由電荷守恒可知：原樣品中n(NH4+)=0. 06mol

由質量守恒：n(H2O)=0.18 mol

故化學式為：(NH4)2Fe(SO4)26H2O或(NH4)2SO4FeSO46H2O

【解析】硫鐵礦(主要含FeS2、SiO2等)在空氣中焙燒，得二氧化硫氣體和氧化鐵、二氧化硅等固體，加硫酸溶解，過濾除去二氧化硅，得硫酸鐵溶液，硫酸鐵溶液中再加入硫鐵礦，FeS2把鐵離子還原為Fe2+，同時生成S沉淀，過濾，濾渣含有S、硫鐵礦，濾液中主要含有硫酸亞鐵的混合溶液，向混合溶液中加入硫酸銨，經過蒸發濃縮降溫結晶，過濾，洗滌，干燥可得莫爾鹽。

(1)根據上面的分析可知，“還原”時，鐵離子做氧化劑，如果pH過高時鐵元素將沉淀導致產率降低，“還原”時FeS2把鐵離子還原為Fe2+，同時生成S沉淀，所以反應Ⅱ的離子方程式為FeS2+2Fe3+=3Fe2++2S↓，實驗室檢驗“還原”已完全的方法是取少量酸浸后的溶液，向其中滴加數滴KSCN溶液，如果溶液變紅則“還原”未完全，反之，已完全，故答案為：FeS2+2Fe3+=3Fe2++2S↓； 取少量酸浸后的溶液，向其中滴加數滴KSCN溶液，如果溶液變紅則“還原”未完全，反之，已完全；

(2)稱取11.76g新制莫爾鹽，溶于水配成250mL溶液，取25.00mL該溶液，加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀硫酸鋇的質量為1.398g，其物質的量為=0.006mol，所以n(SO42-)=0.006mol，另取25.00mL該溶液用0.0200mol/L KMnO4酸性溶液滴定，當MnO4-恰好完全被還原為Mn2+時，消耗溶液的體積為30.00mL，根據題意，

5Fe2+ + MnO42-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O

5 1

n(Fe2+) 0.02000molL-1×0.03L，

所以n(Fe2+)=0.003mol，根據電荷守恒：n(NH4+)+2n(Fe2+)=2n(SO42-)，n(NH4+)=0.006mol；250mL溶液中n(SO42-)=0.06mol，n(Fe2+)=0.03mol，n(NH4+)=0.06mol，n(H2O)= =0.18 mol，所以n(SO42-)：n(Fe2+)：n(NH4+)：n(H2O)=0 06 mol：0 03 mol：0 06mol：0 18 mol=2：1：2：6，所以莫爾鹽的化學式為(NH4)2Fe(SO4)26H2O[或(NH4)2SO4FeSO46H2O]，故答案為：(NH4)2Fe(SO4)26H2O[或(NH4)2SO4FeSO46H2O]。