Question

【題目】以硫鐵礦（主要成分為FeS2，還有少量CuS、SiO2等雜質(zhì)）為原料制備綠礬晶體（FeSO4·7H2O）的工藝流程如下：

（1）煙氣中的SO2會(huì)污染環(huán)境，可用足量氨水吸收，寫出該反應(yīng)的離子方程式___。

（2）檢驗(yàn)濾液中金屬陽(yáng)離子所用試劑及現(xiàn)象為____、____。

（3）FeSO4溶液制備綠礬晶體過(guò)程中要保持H2SO4過(guò)量，理由___。（結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)說(shuō)明原因）

（4）燃料細(xì)菌脫硫法是用氧化亞鐵硫桿菌（T．f）對(duì)硫鐵礦進(jìn)行催化脫硫，同時(shí)得到FeSO4溶液。其過(guò)程如圖所示：

已知總反應(yīng)為：FeS2+14Fe3++8H2O=2SO42-+15Fe2++16H＋

①將過(guò)程I離子方程式補(bǔ)充完整

___FeS2＋___Fe3+＋____=7Fe2+＋___S2O32-＋___，__

②過(guò)程II反應(yīng)的離子方程式____。

③研究發(fā)現(xiàn)，用氧化亞鐵硫桿菌（T．f）脫硫，溫度過(guò)高脫硫效率降低（如圖），可能的原因是___。

（5）綠礬晶體在空氣中易被氧化。取X g樣品，加水完全溶解，用酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，終點(diǎn)現(xiàn)象為___；酸性KMnO4 溶液氧化Fe2+ 的離子方程式：____；配制酸性高錳酸鉀溶液時(shí)下列操作將導(dǎo)致Fe2+的濃度偏大的是__。

a．定容時(shí)仰視 b．容量瓶洗滌后未干燥直接進(jìn)行配制

c．定容搖勻后液面下降 d．未洗滌燒杯和玻璃棒

Answer 1

【答案】SO2 +2NH3·H2O=2NH4++SO32-+H2O K3[Fe(CN)6] 產(chǎn)生藍(lán)色沉淀 Fe2++2H2OFe(OH)2 +2H+，H+過(guò)量抑制Fe2+的水解 FeS2+6Fe3++3H2O=7Fe2++S2O32-+6H+ 8Fe3+ +S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+ 升高溫度，蛋白質(zhì)變性，細(xì)菌失去催化能力 當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏胃咤i酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，溶液顏色變?yōu)闇\紅色，且半分鐘不變色 MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O ad

【解析】

以硫鐵礦(主要成分為FeS2，還有少量CuS、SiO2等雜質(zhì))為原料制備綠礬晶體(FeSO47H2O)。焙燒硫鐵礦，發(fā)生的反應(yīng)有：4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2、2CuS+3O2 2CuO+2SO2，煙氣中含有SO2，礦渣中含有氧化銅、氧化鐵和二氧化硅等；再酸浸礦渣，發(fā)生的反應(yīng)有：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、CuO+2H+=Cu2++H2O，加入足量的鐵粉：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，過(guò)濾，濾渣為Cu、Fe、SiO2，濾液為FeSO4溶液，結(jié)晶得到綠礬晶體，據(jù)此分析解答(1)~(3)和(5)。

(4)燃料細(xì)菌脫硫：過(guò)程I；FeS2+6Fe3++3H2O=7Fe2++S2O32-+6H+，將Fe2+氧化為Fe3+，過(guò)程II：8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+，溫度過(guò)高，蛋白質(zhì)發(fā)生變性，將失去催化能力，據(jù)此分析解答。

(1)煙氣中的SO2會(huì)污染環(huán)境，可用足量氨水吸收，反應(yīng)的離子方程式為：SO2+2NH3H2O=2NH4++SO32-+H2O，故答案為：SO2+2NH3H2O=2NH4++SO32-+H2O；

(2)濾液中金屬陽(yáng)離子為Fe2+，可以用鐵氰化鉀檢驗(yàn)，具體方法為：取濾液少許于試管中，滴加K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液，有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生，證明濾液中含有Fe2+，故答案為：K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液；產(chǎn)生藍(lán)色沉淀；

(3)FeSO4溶液中存在Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，制備綠礬晶體過(guò)程中要保持H2SO4過(guò)量，H+過(guò)量可以抑制Fe2+的水解，故答案為：Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，H+過(guò)量抑制Fe2+的水解；

(4)①由圖可知，過(guò)程I為FeS2和Fe3+生成Fe2+和S2O32-，結(jié)合電荷守恒、原子守恒可得：FeS2+6Fe3++3H2O=7Fe2++S2O32-+6H+，故答案為：FeS2+6Fe3++3H2O=7Fe2++S2O32-+6H+；

②根據(jù)流程圖，過(guò)程Ⅱ中Fe3+與S2O32-反應(yīng)生成SO42-和氫離子、Fe2+，反應(yīng)的離子方程式為：8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+，故答案為：8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+；

③氧化亞鐵硫桿菌的主要成分為蛋白質(zhì)，升高溫度，蛋白質(zhì)變性，細(xì)菌失去催化能力，故溫度過(guò)高脫硫效率降低，故答案為：升高溫度，蛋白質(zhì)變性，細(xì)菌失去催化能力；

(5)硫酸亞鐵與酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5F3++4H2O，高錳酸鉀溶液本身有顏色，被還原后變成無(wú)色，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏胃咤i酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)溶液變?yōu)闇\紅色，且半分鐘不變色，說(shuō)明達(dá)到了滴定終點(diǎn)；a．配制酸性高錳酸鉀溶液，定容時(shí)仰視，導(dǎo)致溶液體積偏大，高錳酸鉀濃度偏低，滴定消耗的高錳酸鉀溶液的體積偏大， 將導(dǎo)致Fe2+的濃度偏大，故a選；b．容量瓶洗滌后未干燥直接進(jìn)行配制，對(duì)配制的高錳酸鉀溶液的濃度無(wú)影響，不影響Fe2+的濃度，故b不選；c．定容搖勻后，液面下降屬于正�，F(xiàn)象，對(duì)配制的高錳酸鉀溶液的濃度無(wú)影響，不影響Fe2+的濃度，故c不選；d．未洗滌燒杯和玻璃棒，導(dǎo)致高錳酸鉀的物質(zhì)的量偏小，高錳酸鉀濃度偏低，滴定消耗的高錳酸鉀溶液的體積偏大， 將導(dǎo)致Fe2+的濃度偏大，故d選；故選ad，故答案為：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏胃咤i酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)溶液顏色變?yōu)闇\紅色，且半分鐘不變色；MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；ad。