Question

以硫鐵礦燒渣（含有氧化鐵和少量硫化亞鐵、二氧化硅等）為原料制備聚鐵{可表示為Fe₂(OH)_n(SO₄)_3-n/2，和綠礬(FeSO₄.7H₂O)具有成本低、反應快、產品質量高等優點。制備流程如下圖：

（1）流程圖中溶液X為Fe(SO₄)₃，溶液，據此寫出操作①中屬于氧化還原反應的離子方程式：____________。
（2）操作②的處理存在弊端，該弊端是_____________。若固體W與KOH溶液昆合加熱，其中一個反應的化學方程式為3S+6KOH2K₂S+K₂SO₃+3H₂O，該反應的氧化劑與還原劑質量之比為___________。
（3）操作③需要加入的物質（試劑）是_________，目的是___________________________。
（4）操作⑤是使溶液pH___________（填“增大”或“減小”）。
（5）操作⑥控制溫度為70 -80℃的目的是_________________________________________ 。
（6）雙氧水在酸性環境（硫酸）中是一種強氧化劑，可以將硫酸亞鐵氧化成三價鐵，制得Fe₂(OH)_n(SO₄)_3-n/2，反應的化學方程式為__________________________________。

Answer 1

（1）4FeS＋3O₂＋12H^＋=4Fe^3＋＋6H₂O＋4S
（2）燃燒產物SO₂會造成環境污染      2:1
（3）鐵粉  使Fe³⁺還原為Fe²⁺
（4）增大
（5）促進Fe³⁺水解。又不至于Fe³⁺完全水解生成氫氧化鐵膠體
（6）2FeSO₄＋H₂O₂＋(1－n/2)H₂SO₄=Fe₂(OH)n(SO₄)_3－n/2＋(2－n)H₂O

試題分析：（1）氧化還原反應的特征是元素的化合價的升降。發生的反應中屬于氧化還原反應的為：4FeS＋3O₂＋12H^＋=4Fe^3＋＋6H₂O＋4S。
（2）在固體W中含有S、SiO₂，在灼燒時S被氧化為SO₂而逸出，導致環境污染。在反應3S+6KOH2K₂S+K₂SO₃+3H₂O中，S既作氧化劑，也作還原劑，其中2個S作氧化劑，1個S作還原劑。所以該反應的氧化劑與還原劑質量之比為2:1。
（3）溶液X為Fe(SO₄)₃，向其中加入Fe粉使硫酸鐵還原為硫酸亞鐵，然后蒸發、結晶得到綠礬。
（4）操作⑤是使溶液pH增大以抑制Fe³⁺的水解。
（5）操作⑥控制溫度為70 -80℃的目的是促進Fe³⁺水解，而又不至于Fe³⁺完全水解生成氫氧化鐵膠體。
（6）雙氧水在酸性環境（硫酸）中是一種強氧化劑，可以將硫酸亞鐵氧化成三價鐵，制得Fe₂(OH)_n(SO₄)_3-n/2。根據電子守恒和質量守恒定律可得反應的化學方程式為2FeSO₄＋H₂O₂＋(1－n/2)H₂SO₄=Fe₂(OH)n(SO₄)_3－n/2＋(2－n)H₂O。