Question

【题目】硫酸亚铁铵(NH4)aFeb(SO4)c·dH2O又称莫尔盐，是浅绿色晶体，用硫铁矿（主要含FeS2、SiO2等）制备莫尔盐的流程如下：

已知：“还原”时，FeS2与H2SO4不反应，Fe3+通过反应Ⅰ、Ⅱ被还原，反应Ⅰ如下：

FeS2 +14Fe3++8H2O =15Fe2++2SO42-+16H+

（1）写出“还原”时Fe3+与FeS2发生还原反应Ⅱ的离子方程式：__________________________。实验室检验“还原”已完全的方法是：__________________________。

（2）称取11.76g新制莫尔盐，溶于水配成250mL溶液。取25.00mL该溶液加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀1.398g；另取25.00mL该溶液用0.0200mol/LKMnO4酸性溶液滴定，当MnO4-恰好完全被还原为Mn2+时，消耗溶液的体积为30.00mL。试确定莫尔盐的化学式（请写出计算过程）_________。

Answer 1

【答案】 FeS2+2Fe3+=3Fe2++2S↓ 取少量酸浸后的溶液，向其中滴加数滴KSCN溶液，如果溶液变红则“还原”未完全，反之，已完全。 原样品中的n(SO42-)＝10×1.398g÷233g/mol＝0.06mol

n(MnO4-)＝0.0200mol/L×0.03L＝0.0006 mol

由得失电子守恒可知：n(Fe2+)＝5 n(MnO4-)=0.003mol 原样品中n(Fe2+)=0.03 mol

由电荷守恒可知：原样品中n(NH4+)=0. 06mol

由质量守恒：n(H2O)=0.18 mol

故化学式为：(NH4)2Fe(SO4)26H2O或(NH4)2SO4FeSO46H2O

【解析】硫铁矿(主要含FeS2、SiO2等)在空气中焙烧，得二氧化硫气体和氧化铁、二氧化硅等固体，加硫酸溶解，过滤除去二氧化硅，得硫酸铁溶液，硫酸铁溶液中再加入硫铁矿，FeS2把铁离子还原为Fe2+，同时生成S沉淀，过滤，滤渣含有S、硫铁矿，滤液中主要含有硫酸亚铁的混合溶液，向混合溶液中加入硫酸铵，经过蒸发浓缩降温结晶，过滤，洗涤，干燥可得莫尔盐。

(1)根据上面的分析可知，“还原”时，铁离子做氧化剂，如果pH过高时铁元素将沉淀导致产率降低，“还原”时FeS2把铁离子还原为Fe2+，同时生成S沉淀，所以反应Ⅱ的离子方程式为FeS2+2Fe3+=3Fe2++2S↓，实验室检验“还原”已完全的方法是取少量酸浸后的溶液，向其中滴加数滴KSCN溶液，如果溶液变红则“还原”未完全，反之，已完全，故答案为：FeS2+2Fe3+=3Fe2++2S↓； 取少量酸浸后的溶液，向其中滴加数滴KSCN溶液，如果溶液变红则“还原”未完全，反之，已完全；

(2)称取11.76g新制莫尔盐，溶于水配成250mL溶液，取25.00mL该溶液，加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀硫酸钡的质量为1.398g，其物质的量为=0.006mol，所以n(SO42-)=0.006mol，另取25.00mL该溶液用0.0200mol/L KMnO4酸性溶液滴定，当MnO4-恰好完全被还原为Mn2+时，消耗溶液的体积为30.00mL，根据题意，

5Fe2+ + MnO42-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O

5 1

n(Fe2+) 0.02000molL-1×0.03L，

所以n(Fe2+)=0.003mol，根据电荷守恒：n(NH4+)+2n(Fe2+)=2n(SO42-)，n(NH4+)=0.006mol；250mL溶液中n(SO42-)=0.06mol，n(Fe2+)=0.03mol，n(NH4+)=0.06mol，n(H2O)= =0.18 mol，所以n(SO42-)：n(Fe2+)：n(NH4+)：n(H2O)=0 06 mol：0 03 mol：0 06mol：0 18 mol=2：1：2：6，所以莫尔盐的化学式为(NH4)2Fe(SO4)26H2O[或(NH4)2SO4FeSO46H2O]，故答案为：(NH4)2Fe(SO4)26H2O[或(NH4)2SO4FeSO46H2O]。