Question

由硫铁矿烧渣（主要含Fe₂O₃和SiO₂）制备绿矾（FeSO₄·7H₂O），再通过绿矾制备铁矾[FeO(OH)]的流程如下：（已知FeS₂和铁矾均难溶于水）

（1）“酸溶”步骤中，最好采用___________________（填“盐酸”、“硫酸”或“硝酸”）溶解烧渣。

（2）写出“还原”步骤发生反应的离子方程式：___________________。

（3）对“还原”后的溶液进行“操作X”，可得到绿矾。“操作X”是指___________________，过滤，洗涤，干燥。

（4）请补充完整检验“还原”后所得溶液中是否含有Fe³⁺的实验方案：取“还原”后溶液于试管内，___________________。

（5）最后一步制备铁矾的反应中，还生成一种可作化肥的物质，它的化学式为___________________。

Answer

硫酸 14Fe3＋＋FeS2＋8H2O=15Fe2＋＋2SO＋16H＋ 蒸发浓缩，降温结晶 加入KSCN溶液，若出现红色，则说明溶液中含有Fe3＋，若不出现红色，则说明溶液中不含有Fe3＋ (NH4)2SO4

【解析】（1）因绿矾的酸根离子为硫酸根离子，则“酸溶”步骤中，最好采用硫酸来溶解烧渣。

（2）由已知硫铁矿烧渣主要含Fe2O3和SiO2，所以“酸溶”后所得滤液为硫酸铁溶液，因此“还原”步骤发生FeS2还原Fe3+的反应，结合流程中“还原”后经操作X得到绿矾可得：-1价S被氧化成+6价存在于SO42-中，故“还原”步骤发生反应的离子方程式为：14Fe3+＋FeS2＋8H2O=15Fe2+＋2SO42-＋16H+。

（3）“还原”后得到硫酸亚铁溶液，可经过蒸发浓缩、降温结晶析出绿矾，所以“操作X”是指：蒸发浓缩，降温结晶，过滤，洗涤，干燥。

（4）可利用Fe3+与SCN-的络合反应检验“还原”后所得溶液中是否含有Fe3+，具体实验方案为：取“还原”后溶液于试管内，加入KSCN溶液，若溶液出现红色，则说明溶液中含有Fe3+，若不出现红色，则说明溶液中不含有Fe3+。

（5）流程中，绿矾与氨水、空气作用生成铁矾[FeO(OH)]，+2价Fe被氧化成+3价，根据电子守恒及原子守恒可得：4FeSO4+8NH3+6H2O+O2=4FeO(OH)+4(NH4)2SO4，所以还生成一种可作化肥的物质为：(NH4)2SO4。