Question

【题目】以硫铁矿（主要成分为FeS2，还有少量CuS、SiO2等杂质）为原料制备绿矾晶体（FeSO4·7H2O）的工艺流程如下：

(1)“酸浸”过程，矿渣中的Fe2O3与稀H2SO4反应的离子方程式________。

(2)烟气中的SO2会污染环境，可用足量氨水吸收，写出该反应的离子方程式________。

(3)滤液中金属阳离子的检验方法__________。

(4)FeSO4溶液制备绿矾晶体过程中要保持H2SO4过量，理由________。（结合化学用语说明原因）

(5)燃料细菌脱硫法是用氧化亚铁硫杆菌（T．f）对硫铁矿进行催化脱硫，同时得到FeSO4溶液。其过程如图所示：

已知总反应为：FeS2+14Fe3++8H2O=2SO42-+15Fe2++16H＋

①将过程I离子方程式补充完整______FeS2+______Fe3++_______ ______=7Fe2++______S2O32-+____ ______

②过程II反应的离子方程式________________________________________。

(6)绿矾晶体在空气中易被氧化。取X g样品，加水完全溶解，用酸化的amol·L-1K2Cr2O7溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7溶液b mL。反应原理：6Fe2++Cr2O72-+14H+ =6Fe3++2Cr3++7H2O。则绿矾晶体纯度的计算式为______________。(FeSO4·7H2O摩尔质量为278 g/mol)

Answer 1

【答案】Fe2O3 +6H+=2Fe3++3H2O SO2+2NH3H2O=2NH4++SO32-+H2O 取滤液少许于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]（铁氰化钾）溶液，有蓝色沉淀产生，证明滤液中含有Fe2+ Fe2++2H2OFe(OH)2 +2H+，H+过量抑制Fe2+的水解 1 6 3 H2O 1 6 H+ 8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+

【解析】

以硫铁矿（主要成分为FeS2，还有少量CuS、SiO2等杂质）为原料制备绿矾晶体（FeSO47H2O）：焙烧硫铁矿：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2、2CuS+3O2=2CuO+2SO2，再酸浸矿渣：Fe2O3 +6H+=2Fe3++3H2O、CuO +2H+=Cu2++H2O，加入足量的铁粉：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，过滤，滤渣为Cu、Fe、SiO2，滤液为FeSO4溶液，结晶得到绿矾晶体，
燃料细菌脱硫：过程I；FeS2+6Fe3++3H2O=7Fe2++S2O32-+6H+，将Fe2+氧化为Fe3+，过程II：8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+，
根据反应原理，n（绿矾）=6n（K2Cr2O7），据此分析作答。

：（1）矿渣中的Fe2O3与稀H2SO4反应的离子方程式Fe2O3 +6H+=2Fe3++3H2O；
故答案为：Fe2O3 +6H+=2Fe3++3H2O；
（2）烟气中的SO2会污染环境，可用足量氨水吸收，反应为：SO2+2NH3H2O=2NH4++SO32-+H2O；
故答案为：SO2+2NH3H2O=2NH4++SO32-+H2O；
（3）滤液中金属阳离子为Fe2+，用铁氰化钾检验，具体方法为：取滤液少许于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]（铁氰化钾）溶液，有蓝色沉淀产生，证明滤液中含有Fe2+；
故答案为：取滤液少许于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]（铁氰化钾）溶液，有蓝色沉淀产生，证明滤液中含有Fe2+；
（4）FeSO4溶液制备绿矾晶体过程中要保持H2SO4过量的原因是：Fe2++2H2OFe(OH)2 +2H+，H+过量抑制Fe2+的水解；
故答案为：Fe2++2H2OFe(OH)2 +2H+，H+过量抑制Fe2+的水解；
（5）①由图可知，过程I为FeS2和Fe3+生成Fe2+和S2O32-，结合电荷守恒、原子守恒可得：FeS2+6Fe3++3H2O=7Fe2++S2O32-+6H+；
故答案为：1；6；3；H2O；1；6；H+；
②过程Ⅱ反应为Fe3+与S2O32-反应生成SO42-和氢离子、Fe2+，反应为：8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+；
故答案为：8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+；

（6）原理：6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，则n（FeSO47H2O）=6n（K2Cr2O7）=6ab×10-3mol，
故绿矾晶体纯度为

故答案为：