Question

【题目】以硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制备硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）焙烧后得到的固体主要成分为Fe2O3。写出焙烧过程主要反应的化学方程式____________________

（2）试剂X是（写化学式）__________________

（3）设计实验检验还原得到的溶液是否达标:_________________________________________

（4）从还原得到的溶液中获得硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）的操作是_______________________

（5）可以用标准浓度的酸性KMnO4溶液来测定产品中FeSO4的纯度，反应中KMnO4被还原成Mn2+。反应的离子方程式为 __________________________________

（6）某种工业品中含有FeSO4和Fe2(SO4)3。通过元素分析得知其中铁元素和硫元素的物质的量之比n(Fe)︰n(S) =1︰1.2 ，此工业品中FeSO4的物质的量分数为___________________________

Answer 1

【答案】4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 Fe 取少量溶液于试管中，滴加KSCN溶液，如果溶液不显红色，证明溶液达标 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 MnO4- + 5Fe2+ +8 H+ = Mn2+ + 5Fe3++ 4H2O 3/4 (75%)

【解析】

硫铁矿通入空气焙烧得到氧化铁和二氧化硫，固体物质加入20%硫酸酸溶后过滤后得到溶液为硫酸铁溶液，硫酸铁中加入铁粉得到硫酸亚铁溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸亚铁晶体，据此答题。

（1）硫铁矿高温焙烧反应生成氧化铁和二氧化硫，原子守恒配平书写化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，故答案为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。

（2）由分析可知，加入的试剂X是铁，铁与硫酸铁反应生成硫酸亚铁，故答案为：Fe。

（3）检验还原得到的溶液是否达标就是看溶液中是否含有铁离子，用KSCN溶液检验是否含有Fe3+，具体操作为：取少量溶液于试管中，滴加KSCN溶液，如果溶液不显红色，证明溶液达标，故答案为：取少量溶液于试管中，滴加KSCN溶液，如果溶液不显红色，证明溶液达标。

（4）从还原得到的溶液中获得硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。

（5）高锰酸钾在酸性溶液中具有强氧化性能氧化亚铁离子为铁离子，本身被还原为二价锰离子，铁元素的化合价由+2价升高为+3价，锰元素的化合价由+7价降低为+2价，根据电荷守恒和原子守恒，反应的离子反应为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，故答案为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。

（6）设某种工业品中含有FeSO4的物质的量为xmol，Fe2(SO4)3的物质的量为ymol，根据铁元素和硫元素的物质的量之比n(Fe)︰n(S) =1︰1.2可知，（x+2y）：（x+3y）=1:1.2，解得x：y=3：1，所以FeSO4的物质的量分数为3/（3+1）×100%=75%，故答案为：3/4(75%)。