Question

【题目】为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（铁主要以Fe2O3存在）转变成重要的化工原料FeSO4（反应条件略）。

活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为：FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考虑其他反应。

（1）第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是___。

（2）检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原，应选择___（填字母编号）。

A．KMnO4溶液 B．K3[Fe(CN)6]溶液 C．KSCN溶液

（3）在反应FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4中，有7molFe2(SO4)3参与反应，有__电子转移；

（4）FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li+FeS2=Fe +2Li2S，正极反应式是___。

（5）FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的化学方程式是___。

Answer 1

【答案】Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O C 14mol FeS2+4e-=Fe +2S2- 4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2

【解析】

硫铁矿烧渣用硫酸浸取，过滤后滤液中含有硫酸铁、未反应的硫酸，用活化硫铁矿还原Fe3+后过滤，向滤液中加入FeCO3调节溶液pH，过滤后再通入空气、调节溶液pH，除去溶液中杂质离子，过滤浓缩结晶得到FeSO4晶体。

(1)H2SO4与Fe2O3反应生成硫酸铁与水，反应离子方程式为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；

(2) 检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原，即检验还原后的溶液中是否存在Fe3+；KMnO4溶液、K3[Fe(CN)6]溶液可以检验有Fe2+生成，而KSCN溶液用于检验Fe3+，操作为：取第Ⅱ步反应中溶液少许于试管中，滴加KSCN 溶液，若溶液不变红色，说明Fe3+完全被还原，故答案为：C；

(3)FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4中，FeS2中S元素的化合价由-1价升高为+6价，Fe2（SO4）3中Fe元素的化合价由+3价降低为+2价，由反应可知，有7molFe2(SO4)3参与反应时转移14mol电子；

(4)电池放电时的总反应为：4Li+FeS2=Fe+2Li2S，正极发生还原反应，FeS2获得电子生成Fe、S2-，正极电极反应式为：FeS2+4e-=Fe+2S2-；

(5)FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的化学方程式是4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。