Question

【題目】硫酸亞鐵銨(NH4)aFeb(SO4)cdH2O又稱莫爾鹽，是淺綠色晶體。用硫鐵礦（主要含FeS2、SiO2等）制備莫爾鹽的流程如下：

已知：“還原”時(shí)，FeS2與H2SO4不反應(yīng)，Fe3+通過(guò)反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ被還原，反應(yīng)Ⅰ如下：FeS2 + 14Fe3+ + 8H2O =15Fe2+ + 2SO42— + 16H+

（1）寫出“還原”時(shí)Fe3+與FeS2發(fā)生還原反應(yīng)Ⅱ的離子方程式：______。實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)“還原”已完全的方法是_______________。

（2） “還原”前后溶液中部分離子的濃度見下表（溶液體積變化忽略不計(jì)）：

離子	離子濃度（mol·L－1）
	還原前	還原后
SO42－	3.20	3.40
Fe2+	0.05	2.15

請(qǐng)計(jì)算反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ中被還原的Fe3+的物質(zhì)的量之比______。

（3）稱取11.76g新制莫爾鹽，溶于水配成250mL溶液。取25.00 mL該溶液加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀1.398 g；另取25.00 mL該溶液用0.0200 mol/L KMnO4酸性溶液滴定，當(dāng)MnO4－恰好完全被還原為Mn2+時(shí)，消耗溶液的體積為30.00mL。試確定莫爾鹽的化學(xué)式_________________（請(qǐng)寫出計(jì)算過(guò)程）。

Answer 1

【答案】 FeS2 +2Fe3+ = 3Fe2++2S↓ 取少量酸浸后的溶液，向其中滴加數(shù)滴KSCN溶液，如果溶液變紅則“還原”未完全，反之，已完全 7:2 原樣品中的n(SO42-)＝10×1.398g÷233g/mol＝0.06mol ， n(MnO4－)＝0. 0200mol/L×0.03L＝0.000 6 mol ，由得失電子守恒可知：n(Fe2＋)＝5 n(MnO4－)=0.003mol ，原樣品中n(Fe2＋)=0.03 mol ， 由電荷守恒可知：原樣品中n(NH4＋)=0. 06mol 由質(zhì)量守恒：n(H2O)=0.18 mol ，故化學(xué)式為： (NH4)2Fe(SO4)26H2O或 (NH4)2SO4FeSO46H2O

【解析】本題主要考查對(duì)于“用硫鐵礦（主要含FeS2、SiO2等）制備莫爾鹽的流程”的評(píng)價(jià)。涉及Fe3+的氧化性等。

（1）“還原”時(shí)Fe3+與FeS2發(fā)生還原反應(yīng)Ⅱ生成S，反應(yīng)的離子方程式：FeS2 +2Fe3+ = 3Fe2++2S↓。實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)“還原”已完全就是檢驗(yàn)Fe3+不存在，方法是取少量酸浸后的溶液，向其中滴加數(shù)滴KSCN溶液，如果溶液變紅則“還原”未完全，反之，已完全。

（2） “還原”前后溶液中c(Fe2+)的變化為2.10mol/L，c()的變化為0.20mol/L，對(duì)應(yīng)反應(yīng)I的c(Fe2+)的變化為1.50mol/L，其中還原而成Fe2+的濃度c(Fe2+)為1.40mol/L，反應(yīng)II的c(Fe2+)的變化為(2.10-0.15)mol/L=0.60mol/L，其中還原而成Fe2+的濃度c(Fe2+)為0.40mol/L，所以反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ中被還原的Fe3+的物質(zhì)的量之比1.40:0.40=7:2。

（3）原樣品中n(SO42-)＝10×1.398g÷233g/mol＝0.06mol，n(MnO4－)＝0.0200mol/L×0.03L＝0.0006mol，由得失電子守恒可知：n(Fe2＋)＝5n(MnO4－)=0.003mol，原樣品中n(Fe2＋)=0.03 mol，由電荷守恒可知：原樣品中n(NH4＋)=0.06mol，由質(zhì)量守恒得：n(H2O)=0.18mol，得出化學(xué)式為： (NH4)2Fe(SO4)26H2O或(NH4)2SO4FeSO46H2O。