Question

【題目】以硫鐵礦（主要成分為FeS2，還有少量CuS、SiO2等雜質）為原料制備綠礬晶體（FeSO4·7H2O）的工藝流程如下：

(1)“酸浸”過程，礦渣中的Fe2O3與稀H2SO4反應的離子方程式________。

(2)煙氣中的SO2會污染環境，可用足量氨水吸收，寫出該反應的離子方程式________。

(3)濾液中金屬陽離子的檢驗方法__________。

(4)FeSO4溶液制備綠礬晶體過程中要保持H2SO4過量，理由________。（結合化學用語說明原因）

(5)燃料細菌脫硫法是用氧化亞鐵硫桿菌（T．f）對硫鐵礦進行催化脫硫，同時得到FeSO4溶液。其過程如圖所示：

已知總反應為：FeS2+14Fe3++8H2O=2SO42-+15Fe2++16H＋

①將過程I離子方程式補充完整______FeS2+______Fe3++_______ ______=7Fe2++______S2O32-+____ ______

②過程II反應的離子方程式________________________________________。

(6)綠礬晶體在空氣中易被氧化。取X g樣品，加水完全溶解，用酸化的amol·L-1K2Cr2O7溶液滴定至終點，消耗K2Cr2O7溶液b mL。反應原理：6Fe2++Cr2O72-+14H+ =6Fe3++2Cr3++7H2O。則綠礬晶體純度的計算式為______________。(FeSO4·7H2O摩爾質量為278 g/mol)

Answer 1

【答案】Fe2O3 +6H+=2Fe3++3H2O SO2+2NH3H2O=2NH4++SO32-+H2O 取濾液少許于試管中，滴加K3[Fe(CN)6]（鐵氰化鉀）溶液，有藍色沉淀產生，證明濾液中含有Fe2+ Fe2++2H2OFe(OH)2 +2H+，H+過量抑制Fe2+的水解 1 6 3 H2O 1 6 H+ 8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+

【解析】

以硫鐵礦（主要成分為FeS2，還有少量CuS、SiO2等雜質）為原料制備綠礬晶體（FeSO47H2O）：焙燒硫鐵礦：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2、2CuS+3O2=2CuO+2SO2，再酸浸礦渣：Fe2O3 +6H+=2Fe3++3H2O、CuO +2H+=Cu2++H2O，加入足量的鐵粉：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，過濾，濾渣為Cu、Fe、SiO2，濾液為FeSO4溶液，結晶得到綠礬晶體，
燃料細菌脫硫：過程I；FeS2+6Fe3++3H2O=7Fe2++S2O32-+6H+，將Fe2+氧化為Fe3+，過程II：8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+，
根據反應原理，n（綠礬）=6n（K2Cr2O7），據此分析作答。

：（1）礦渣中的Fe2O3與稀H2SO4反應的離子方程式Fe2O3 +6H+=2Fe3++3H2O；
故答案為：Fe2O3 +6H+=2Fe3++3H2O；
（2）煙氣中的SO2會污染環境，可用足量氨水吸收，反應為：SO2+2NH3H2O=2NH4++SO32-+H2O；
故答案為：SO2+2NH3H2O=2NH4++SO32-+H2O；
（3）濾液中金屬陽離子為Fe2+，用鐵氰化鉀檢驗，具體方法為：取濾液少許于試管中，滴加K3[Fe(CN)6]（鐵氰化鉀）溶液，有藍色沉淀產生，證明濾液中含有Fe2+；
故答案為：取濾液少許于試管中，滴加K3[Fe(CN)6]（鐵氰化鉀）溶液，有藍色沉淀產生，證明濾液中含有Fe2+；
（4）FeSO4溶液制備綠礬晶體過程中要保持H2SO4過量的原因是：Fe2++2H2OFe(OH)2 +2H+，H+過量抑制Fe2+的水解；
故答案為：Fe2++2H2OFe(OH)2 +2H+，H+過量抑制Fe2+的水解；
（5）①由圖可知，過程I為FeS2和Fe3+生成Fe2+和S2O32-，結合電荷守恒、原子守恒可得：FeS2+6Fe3++3H2O=7Fe2++S2O32-+6H+；
故答案為：1；6；3；H2O；1；6；H+；
②過程Ⅱ反應為Fe3+與S2O32-反應生成SO42-和氫離子、Fe2+，反應為：8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+；
故答案為：8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+；

（6）原理：6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，則n（FeSO47H2O）=6n（K2Cr2O7）=6ab×10-3mol，
故綠礬晶體純度為

故答案為：