Question

【题目】硫酸亚铁铵(NH4)aFeb(SO4)cdH2O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） “还原”前后溶液中部分离子的浓度见下表（溶液体积变化忽略不计）：

离子	离子浓度（mol·L－1）
	还原前	还原后
SO42－	3.20	3.40
Fe2+	0.05	2.15

请计算反应Ⅰ、Ⅱ中被还原的Fe3+的物质的量之比______。

（3）称取11.76g新制莫尔盐，溶于水配成250mL溶液。取25.00 mL该溶液加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀1.398 g；另取25.00 mL该溶液用0.0200 mol/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。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 7:2 原样品中的n(SO42-)＝10×1.398g÷233g/mol＝0.06mol ， n(MnO4－)＝0. 0200mol/L×0.03L＝0.000 6 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】本题主要考查对于“用硫铁矿（主要含FeS2、SiO2等）制备莫尔盐的流程”的评价。涉及Fe3+的氧化性等。

（1）“还原”时Fe3+与FeS2发生还原反应Ⅱ生成S，反应的离子方程式：FeS2 +2Fe3+ = 3Fe2++2S↓。实验室检验“还原”已完全就是检验Fe3+不存在，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。

（2） “还原”前后溶液中c(Fe2+)的变化为2.10mol/L，c()的变化为0.20mol/L，对应反应I的c(Fe2+)的变化为1.50mol/L，其中还原而成Fe2+的浓度c(Fe2+)为1.40mol/L，反应II的c(Fe2+)的变化为(2.10-0.15)mol/L=0.60mol/L，其中还原而成Fe2+的浓度c(Fe2+)为0.40mol/L，所以反应Ⅰ、Ⅱ中被还原的Fe3+的物质的量之比1.40:0.40=7:2。

（3）原样品中n(SO42-)＝10×1.398g÷233g/mol＝0.06mol，n(MnO4－)＝0.0200mol/L×0.03L＝0.0006mol，由得失电子守恒可知：n(Fe2＋)＝5n(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，由质量守恒得：n(H2O)=0.18mol，得出化学式为： (NH4)2Fe(SO4)26H2O或(NH4)2SO4FeSO46H2O。