题目内容
【题目】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，其中反应Ⅰ如下：
2Fe3++ FeS2=2S↓+3Fe2+
（1）“还原”时，pH不宜过高的原因是_________，写出“还原”时反应Ⅱ的离子方程式：__________。
（2）实验测得“还原”时反应Ⅰ、Ⅱ中被还原的Fe3+的物质的量之比为2：7。计算“还原”后溶液Fe2+的浓度即可确定后面所加(NH4)2SO4的量（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 | 3.50 |
Fe2+ | 0.15 | |
（3）称取23.52g新制莫尔盐，溶于水配成溶液并分成两等份。一份加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀13.98g；另一份用0.2000mol/LK2Cr2O7酸性溶液滴定，当Cr2O72-恰好完全被还原为Cr3+时，消耗溶液的体积为25.00mL。试确定莫尔盐的化学式（请给出计算过程）。
【答案】（1）pH过高时铁元素将沉淀导致产率降低 FeS2 + 14Fe3+ + 8H2O =15Fe2+ + 2SO42－ + 16H+
（2）3.30 （3）FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O
【解析】
试题分析：（1）溶液里的Fe3+或Fe2+易水解，“还原”时，pH过高会促进Fe3+或Fe2+水解生成沉淀，即pH过高时铁元素将沉淀导致产率降低，所以不易太高；“还原”时反应Ⅱ的离子方程式为FeS2 + 14Fe3+ + 8H2O =15Fe2+ + 2SO42－ + 16H+；
（2）假设溶液体积为1L，根据表可知，反应Ⅱ中生成的硫酸根的物质的量为(3.50 mol·L－1－3.20mol·L－1)×1L=0.3mol，据反应FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+可知，反应Ⅱ中被还原的Fe3+的物质的量为2.1mol，同时计算出生成的亚铁离子的物质的量为2.25mol，反应Ⅰ中被还原的Fe3+的物质的量为0.6mol，同时计算出生成的亚铁离子的物质的量为0.9mol，溶液中增加的亚铁离子的物质的量浓度为（0.9mol+2.25mol）÷1L=3.15mol·L－1，则还原后Fe2+的物质的量浓度为0.15mol·L－1+3.15mol·L－1＝3.30mol·L－1 .
（3）根据题意，n(SO42－)＝13.98g÷223g/mol＝0.06mol，
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
6 1
n(Fe2+) 0.2000molL-1×0.025L，所以n(Fe2+)=0.005 mol×6=0.03mol，
根据电荷守恒：n(NH4+)+2n(Fe2+)=2n(SO42-)，n(NH4+)=0.06mol，
n(H2O)= 
=0.18 mol，
所以n(SO42-)：n(Fe2+)：n(NH4+)：n(H2O)=0.06mol：0.03mol：0.06mol：0.18mol=2：1：2：6，即莫尔盐的化学式为(NH4)2Fe(SO4)26H2O[或(NH4)2SO4FeSO46H2O]。
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