Question

【题目】为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（铁主要以存在）转变成重要的工业原料（反应条件略）

活化硫铁矿还原Fe2＋的主要反应为：FeS2＋7Fe2(SO4)3＋8H2O=15FeSO4＋8H2SO4，不考虑其他反应，请回答下列问题：

（1）第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是___________________________。

（2）检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原，应选择（________）（填字母编号）。

A.KMnO4溶液 B.淀粉-KI溶液 C.KSCN溶液

（3）第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右，然后再第VI步通入空气使溶液pH降到5.2，此时Fe2＋不沉淀，滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是________________。

（4）FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。

已知25℃，101kPa时：

4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH=-1648kJ/mol

C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH=-393kJ/mol

2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)=2FeCO3(s) ΔH=-1480kJ/mol

FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是______________。

（5）FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li+FeS2=Fe+2Li2S，正极反应式是________________________。

Answer 1

【答案】 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O BC Fe2+被氧化为Fe3+，Fe3+水解产生H+ 4FeCO3(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g) ΔH=-260kJ/mol FeS2+4e-=Fe +2S2-

【解析】硫铁矿烧渣用硫酸浸取，过滤后滤液中含有硫酸铁、未反应的硫酸，用活化硫铁矿还原Fe3+后过滤，向滤液中加入FeCO3调节溶液pH，过滤后在通入空气、调节溶液pH，除去溶液中杂质离子，过滤浓缩结晶得到FeSO4晶体，则

（1）H2SO4与Fe2O3反应生成硫酸铁与水，反应离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；（2）铁离子能把碘化钾氧化为单质碘，碘遇淀粉显蓝色，另外铁离子与KSCN反应使溶液显红色，所以检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原，应选择淀粉-KI溶液或KSCN溶液，答案选BC；（3）空气中的氧气可以将Fe2+离子氧化为Fe3+离子，Fe3+离子水解生成H+，使溶液pH降低；（4）已知：

①4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH=-1648kJ/mol

②C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH=-393kJ/mol

③2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)=2FeCO3(s) ΔH=-1480kJ/mol

根据盖斯定律可知①+②×4－③×2即得到FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是4FeCO3(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g) ΔH=-260kJ/mol；（5）电池放电时的总反应为：4Li+FeS2=Fe+2Li2S，正极发生还原反应，FeS2获得电子生成Fe、S2-，正极电极反应式为FeS2+4e-=Fe +2S2-。