Question

为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如图简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（含Fe₂O₃．SiO₂．Al₂O₃等）转变成重要的工业原料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，不考虑其它反应，请回答下列问题：

（1）第1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．KSCN溶液     C．KCl溶液         D． KOH

（3）第III步加FeCO₃调溶液pH=6时，利用相关数据计算，（已知Ksp Al（OH）₃=1.9×10^﹣33，当离子浓度小于1×10^﹣5mol•L^﹣1时，可认为沉淀完全）判断Al³⁺_______（填“是”或“否”）能沉淀完全。

（4）FeCO₃在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料．

已知25℃，101kPa时：4Fe（s）+3O₂（g）═2Fe₂O₃（s）△H=﹣1648kJ/mol

C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=﹣393kJ/mol

2Fe（s）+2C（s）+3O₂（g）═2FeCO₃（s）△H=﹣1480kJ/mol

FeCO₃在空气中加热反应生成Fe₂O₃的热化学方程式是__________．

（5）FeSO4溶液在加热浓缩结晶时要注意_________________________________,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__________．

Answer

（1）Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；

（2）B；

（3）溶液pH=6时，c（OH﹣）=1×10﹣8 mol/L，根据c（Al3+）==mol/L=1.9×10﹣9 mol/L＜10﹣5mol/L，所以铝离子沉淀已经完全，

故答案为：是；

（4）4FeCO3（s）+O2（g）=2Fe2O3（s）+4CO2（g）△H=﹣260kJ/mol；

（5）避免接触到空气防止其被氧化 FeS2+4e﹣=Fe+2S2﹣

【解析】

试题分析：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，用活化硫酸铁还原铁后过滤，向滤液中加入碳酸亚铁调节溶液的pH，过滤后在通入空气，调节溶液的pH，除去溶液中杂质离子，过滤浓缩结晶得到硫酸亚铁晶体。（1）硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水，离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；（2）检验溶液中是否还有铁离子，可以用硫氰化钾溶液，若显红色，则还有铁离子，没有完全被还原，若没有红色，则说明铁离子完全被还原，选B；（3）溶液pH=6时，c（OH﹣）=1×10﹣8 mol/L，根据c（Al3+）==mol/L=1.9×10﹣9 mol/L＜10﹣5mol/L，所以铝离子沉淀已经完全。（4）根据盖斯定律分析，反应①-反应③×2+反应②×4可得热化学方程式为：4FeCO3（s）+O2（g）=2Fe2O3（s）+4CO2（g）△H=-1648-2×（-1480）+4×（-393）=﹣260kJ/mol；（5）硫酸亚铁中的亚铁离子容易被空气中的氧气氧化，所以在加热浓缩过程中避免接触到空气防止其被氧化；根据电池的总反应分析，锂做原电池的负极，失去电子，二硫化亚铁做正极，得到电子生成铁和硫离子，电极反应为： FeS2+4e﹣=Fe+2S2﹣。

考点：制备实验方案的设计，物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用