Question

以硫铁矿烧渣（含有氧化铁和少量硫化亚铁、二氧化硅等）为原料制备聚铁{可表示为Fe₂(OH)_n(SO₄)_3-n/2，和绿矾(FeSO₄.7H₂O)具有成本低、反应快、产品质量高等优点。制备流程如下图：

（1）流程图中溶液X为Fe(SO₄)₃，溶液，据此写出操作①中属于氧化还原反应的离子方程式：____________。
（2）操作②的处理存在弊端，该弊端是_____________。若固体W与KOH溶液昆合加热，其中一个反应的化学方程式为3S+6KOH2K₂S+K₂SO₃+3H₂O，该反应的氧化剂与还原剂质量之比为___________。
（3）操作③需要加入的物质（试剂）是_________，目的是___________________________。
（4）操作⑤是使溶液pH___________（填“增大”或“减小”）。
（5）操作⑥控制温度为70 -80℃的目的是_________________________________________ 。
（6）双氧水在酸性环境（硫酸）中是一种强氧化剂，可以将硫酸亚铁氧化成三价铁，制得Fe₂(OH)_n(SO₄)_3-n/2，反应的化学方程式为__________________________________。

Answer 1

（1）4FeS＋3O₂＋12H^＋=4Fe^3＋＋6H₂O＋4S
（2）燃烧产物SO₂会造成环境污染      2:1
（3）铁粉  使Fe³⁺还原为Fe²⁺
（4）增大
（5）促进Fe³⁺水解。又不至于Fe³⁺完全水解生成氢氧化铁胶体
（6）2FeSO₄＋H₂O₂＋(1－n/2)H₂SO₄=Fe₂(OH)n(SO₄)_3－n/2＋(2－n)H₂O

试题分析：（1）氧化还原反应的特征是元素的化合价的升降。发生的反应中属于氧化还原反应的为：4FeS＋3O₂＋12H^＋=4Fe^3＋＋6H₂O＋4S。
（2）在固体W中含有S、SiO₂，在灼烧时S被氧化为SO₂而逸出，导致环境污染。在反应3S+6KOH2K₂S+K₂SO₃+3H₂O中，S既作氧化剂，也作还原剂，其中2个S作氧化剂，1个S作还原剂。所以该反应的氧化剂与还原剂质量之比为2:1。
（3）溶液X为Fe(SO₄)₃，向其中加入Fe粉使硫酸铁还原为硫酸亚铁，然后蒸发、结晶得到绿矾。
（4）操作⑤是使溶液pH增大以抑制Fe³⁺的水解。
（5）操作⑥控制温度为70 -80℃的目的是促进Fe³⁺水解，而又不至于Fe³⁺完全水解生成氢氧化铁胶体。
（6）双氧水在酸性环境（硫酸）中是一种强氧化剂，可以将硫酸亚铁氧化成三价铁，制得Fe₂(OH)_n(SO₄)_3-n/2。根据电子守恒和质量守恒定律可得反应的化学方程式为2FeSO₄＋H₂O₂＋(1－n/2)H₂SO₄=Fe₂(OH)n(SO₄)_3－n/2＋(2－n)H₂O。