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

_____

②过程II反应的离子方程式__________。

③研究发现，用氧化亚铁硫杆菌（T．f）脱硫，温度过高脱硫效率降低（如图），可能的原因是____。

(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 +2NH3·H2O=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 8Fe3+ +S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+ 升高温度，蛋白质变性，细菌失去催化能力

【解析】

硫铁矿的主要成分为FeS2，在煅烧时FeS2反应产生Fe2O3，矿渣用硫酸处理，Fe2O3与硫酸反应产生硫酸铁和水，而CuS、SiO2等杂质不能与酸反应，向反应后的溶液中加入还原铁粉，硫酸铁反应转化为硫酸亚铁，然后过滤，将滤液蒸发浓缩冷却结晶可得绿矾；根据氧化还原反应中电子守恒、电荷守恒及原子守恒，结合题目已知信息书写相应的离子方程式；根据反应过程中的电子守恒，利用反应方程式中物质之间关系式先计算出Fe2+的物质的量，再根据物质含量计算方法得到绿矾晶体纯度的计算式。据此解答。

(1)“酸浸”过程，矿渣中的碱性氧化物Fe2O3与稀H2SO4反应产生硫酸铁和水，反应的离子方程式为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；

(2)在煅烧时硫铁矿中的S元素转化为烟气中的SO2会污染环境，可用足量氨水吸收，SO2与氨水反应产生亚硫酸铵和水，该反应的离子方程式为SO2 +2NH3·H2O=2NH4++SO32- + H2O；

(3)滤液中金属阳离子是Fe2+，检验Fe2+的方法是取滤液少许于试管中，滴加K3Fe(CN)6］(铁氰化钾)溶液，若有蓝色沉淀产生，证明滤液中含有Fe2+；

(4)在由FeSO4溶液制备绿矾晶体过程中要保持H2SO4过量，这是由于FeSO4是强酸弱碱盐，在溶液中Fe2+发生水解反应：Fe2++2H2OFe(OH)2 +2H+，向溶液中加入过量的H+，c(H+)增大，水解平衡逆向移动，从而可抑制Fe2+的水解；

(5)①FeS2与Fe3+及水发生反应产生Fe2+、S2O32-、H+，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应的离子方程式：FeS2+6Fe3++3H2O=7Fe2++S2O32-+6H+；

②由于总反应为：FeS2+14Fe3++8H2O=2SO42-+15Fe2++16H＋，所以过程II反应的离子方程式为：8Fe3+ +S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+；

③研究发现，用氧化亚铁硫杆菌（T．f）脱硫，温度过高脱硫效率降低，这是由于氧化亚铁硫杆菌主要是由蛋白质构成，升高温度，蛋白质发生变性，使氧化亚铁硫杆菌失去催化能力。

(6)K2Cr2O7溶液会将FeSO4氧化为硫酸铁，K2Cr2O7被还原为硫酸铬，反应6Fe2++Cr2O72-+14H+ =6Fe3++2Cr3++7H2O。根据反应方程式可n(FeSO4)=6n(K2Cr2O7)=6ab×10-3mol，由于FeSO4·7H2O摩尔质量为278 g/mol，则绿矾晶体纯度的计算式为。