Question

【題目】以硫鐵礦（主要成分為FeS2）為原料制備硫酸亞鐵晶體（FeSO4·7H2O）的工藝流程如下：

回答下列問題：

（1）焙燒后得到的固體主要成分為Fe2O3。寫出焙燒過程主要反應的化學方程式____________________

（2）試劑X是（寫化學式）__________________

（3）設計實驗檢驗還原得到的溶液是否達標:_________________________________________

（4）從還原得到的溶液中獲得硫酸亞鐵晶體（FeSO4·7H2O）的操作是_______________________

（5）可以用標準濃度的酸性KMnO4溶液來測定產品中FeSO4的純度，反應中KMnO4被還原成Mn2+。反應的離子方程式為 __________________________________

（6）某種工業品中含有FeSO4和Fe2(SO4)3。通過元素分析得知其中鐵元素和硫元素的物質的量之比n(Fe)︰n(S) =1︰1.2 ，此工業品中FeSO4的物質的量分數為___________________________

Answer 1

【答案】4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 Fe 取少量溶液于試管中，滴加KSCN溶液，如果溶液不顯紅色，證明溶液達標 蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾 MnO4- + 5Fe2+ +8 H+ = Mn2+ + 5Fe3++ 4H2O 3/4 (75%)

【解析】

硫鐵礦通入空氣焙燒得到氧化鐵和二氧化硫，固體物質加入20%硫酸酸溶后過濾后得到溶液為硫酸鐵溶液，硫酸鐵中加入鐵粉得到硫酸亞鐵溶液，經蒸發濃縮、冷卻結晶得到硫酸亞鐵晶體，據此答題。

（1）硫鐵礦高溫焙燒反應生成氧化鐵和二氧化硫，原子守恒配平書寫化學方程式為4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，故答案為：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。

（2）由分析可知，加入的試劑X是鐵，鐵與硫酸鐵反應生成硫酸亞鐵，故答案為：Fe。

（3）檢驗還原得到的溶液是否達標就是看溶液中是否含有鐵離子，用KSCN溶液檢驗是否含有Fe3+，具體操作為：取少量溶液于試管中，滴加KSCN溶液，如果溶液不顯紅色，證明溶液達標，故答案為：取少量溶液于試管中，滴加KSCN溶液，如果溶液不顯紅色，證明溶液達標。

（4）從還原得到的溶液中獲得硫酸亞鐵晶體（FeSO4·7H2O）的操作是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾，故答案為：蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾。

（5）高錳酸鉀在酸性溶液中具有強氧化性能氧化亞鐵離子為鐵離子，本身被還原為二價錳離子，鐵元素的化合價由+2價升高為+3價，錳元素的化合價由+7價降低為+2價，根據電荷守恒和原子守恒，反應的離子反應為：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，故答案為：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。

（6）設某種工業品中含有FeSO4的物質的量為xmol，Fe2(SO4)3的物質的量為ymol，根據鐵元素和硫元素的物質的量之比n(Fe)︰n(S) =1︰1.2可知，（x+2y）：（x+3y）=1:1.2，解得x：y=3：1，所以FeSO4的物質的量分數為3/（3+1）×100%=75%，故答案為：3/4(75%)。