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）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___。

（2）檢驗濾液中金屬陽離子所用試劑及現象為____、____。

（3）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）

（4）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____。

③研究發現，用氧化亞鐵硫桿菌（T．f）脫硫，溫度過高脫硫效率降低（如圖），可能的原因是___。

（5）綠礬晶體在空氣中易被氧化。取X g樣品，加水完全溶解，用酸性KMnO4標準溶液滴定，終點現象為___；酸性KMnO4 溶液氧化Fe2+ 的離子方程式：____；配制酸性高錳酸鉀溶液時下列操作將導致Fe2+的濃度偏大的是__。

a．定容時仰視 b．容量瓶洗滌后未干燥直接進行配制

c．定容搖勻后液面下降 d．未洗滌燒杯和玻璃棒

Answer 1

【答案】SO2 +2NH3·H2O=2NH4++SO32-+H2O K3[Fe(CN)6] 產生藍色沉淀 Fe2++2H2OFe(OH)2 +2H+，H+過量抑制Fe2+的水解 FeS2+6Fe3++3H2O=7Fe2++S2O32-+6H+ 8Fe3+ +S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+ 升高溫度，蛋白質變性，細菌失去催化能力 當滴入最后一滴高錳酸鉀標準溶液時，溶液顏色變為淺紅色，且半分鐘不變色 MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O ad

【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，發生的反應有：4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2、2CuS+3O2 2CuO+2SO2，煙氣中含有SO2，礦渣中含有氧化銅、氧化鐵和二氧化硅等；再酸浸礦渣，發生的反應有：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，據此分析解答(1)~(3)和(5)。

(4)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+，溫度過高，蛋白質發生變性，將失去催化能力，據此分析解答。

(1)煙氣中的SO2會污染環境，可用足量氨水吸收，反應的離子方程式為：SO2+2NH3H2O=2NH4++SO32-+H2O，故答案為：SO2+2NH3H2O=2NH4++SO32-+H2O；

(2)濾液中金屬陽離子為Fe2+，可以用鐵氰化鉀檢驗，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：K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液；產生藍色沉淀；

(3)FeSO4溶液中存在Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，制備綠礬晶體過程中要保持H2SO4過量，H+過量可以抑制Fe2+的水解，故答案為：Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，H+過量抑制Fe2+的水解；

(4)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：FeS2+6Fe3++3H2O=7Fe2++S2O32-+6H+；

②根據流程圖，過程Ⅱ中Fe3+與S2O32-反應生成SO42-和氫離子、Fe2+，反應的離子方程式為：8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+，故答案為：8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+；

③氧化亞鐵硫桿菌的主要成分為蛋白質，升高溫度，蛋白質變性，細菌失去催化能力，故溫度過高脫硫效率降低，故答案為：升高溫度，蛋白質變性，細菌失去催化能力；

(5)硫酸亞鐵與酸性KMnO4標準溶液發生氧化還原反應，反應的離子方程式為MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5F3++4H2O，高錳酸鉀溶液本身有顏色，被還原后變成無色，當滴入最后一滴高錳酸鉀標準溶液時溶液變為淺紅色，且半分鐘不變色，說明達到了滴定終點；a．配制酸性高錳酸鉀溶液，定容時仰視，導致溶液體積偏大，高錳酸鉀濃度偏低，滴定消耗的高錳酸鉀溶液的體積偏大， 將導致Fe2+的濃度偏大，故a選；b．容量瓶洗滌后未干燥直接進行配制，對配制的高錳酸鉀溶液的濃度無影響，不影響Fe2+的濃度，故b不選；c．定容搖勻后，液面下降屬于正常現象，對配制的高錳酸鉀溶液的濃度無影響，不影響Fe2+的濃度，故c不選；d．未洗滌燒杯和玻璃棒，導致高錳酸鉀的物質的量偏小，高錳酸鉀濃度偏低，滴定消耗的高錳酸鉀溶液的體積偏大， 將導致Fe2+的濃度偏大，故d選；故選ad，故答案為：當滴入最后一滴高錳酸鉀標準溶液時溶液顏色變為淺紅色，且半分鐘不變色；MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；ad。