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为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(Fe主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略).活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为
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问题描述:

为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(Fe主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略).

活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2(S04)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考虑其它反应,请回答下列问题:

(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是___.

(2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全被还原,应选择___(填字母编号).

A.KMnO4溶液 B.KCl溶液 C.KSCN 溶液

(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质被除尽,通入空气引起溶液pH降低的原因是___.

(4)FeSO4可转化为FeCO3,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___

(6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为50%,将a kg质量分数为b%的硫酸加入到c kg烧渣中浸取,铁的浸取率为96%,其它杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性,所残留的硫酸忽略不计,按上述流程,第Ⅲ步应加入FeCO3___kg.

丁飞回答:
  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,用活化硫铁矿还原Fe3+后过滤,向滤液中加入FeCO3调节溶液pH,过滤后在通入空气、调节溶液pH,除去溶液中杂质离子,过滤浓缩结晶得到FeSO4晶体.   (1)H2SO4与Fe2O3反应生成硫酸铁与水,反应离子方程式为:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,   故答案为:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;   (2)KMnO4溶液、K3[Fe(CN)6]溶液可以检验有Fe2+生成,取第Ⅱ步反应中溶液少许与试管中,滴加KSCN溶液,若溶液不变红色,说明Fe3+完全被还原,   故答案为:C;   (3)氧气可以将Fe2+离子氧化为Fe3+离子,Fe3+离子水解生成H+,使溶液pH降低,   故答案为:氧气可以将Fe2+离子氧化为Fe3+离子,Fe3+离子水解生成H+;   (4)发生反应:4FeCO3+O2  △  . 
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