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

科目：化学
题型：简答题
难度：困难
人气：1575

题文

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（铁主要以 $F e_{2} O_{3}$ 存在）转变成重要的化工原料 $F e S O_{4}$ （反应条件略）。

活化硫铁矿还原 $F e^{3 +}$ 的主要反应为： $F e S_{2} + 7 F e_{2} (S O_{4})_{3} + 8 H_{2} O = 15 F e S O_{4} + 8 H_{2} S O_{4}$ ，不考虑其他反应。请回答下列问题：
（1）第Ⅰ步 $H_{2} S O_{4}$ 与 $F e_{2} O_{3}$ 反应的离子方程式是。
（2）检验第Ⅱ步中 $F e^{3 +}$ 是否完全还原，应选择（填字母编号）。
A． $K M n O_{4}$ 溶液 B． $K_{3} [F e (C N)_{6}]$ 溶液 C． $K S C N$ 溶液
（3）第Ⅲ步加 $F e C O_{3}$ 调溶液 $p H$ 到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液 $p H$ 降到5.2，此时 $F e^{2 +}$ 不沉淀，滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液 $p H$ 降低的原因是。
（4） $F e S O_{4}$ 可转化为 $F e C O_{3}$ ， $F e C O_{3}$ 在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
已知25℃，101 $k p a$ 时： $4 F e (s) + 3 O_{2} (g) = 2 F e_{2} O_{3} (s)$ $△ H = - 1648 K J / m o l$

$C (s) + O_{2} (g) = C O_{2} (g)$ $△ H = - 393 K J / m o l$

$2 F e (s) + 2 C (s) + 3 O_{2} = 2 F e C O_{3} (s)$ $△ H = - 1480 K J / m o l$

$F e C O_{3}$ 在空气中加热反应生成 $F e_{2} O_{3}$ 的热化学方程式是。
（5） $F e S O_{4}$ 在一定条件下可制得 $F e S_{2}$ (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 $4 L i + F e S_{2} = F e + 2 L i_{2} S$ ，正极反应式是。
（6）假如烧渣中的铁全部视为 $F e_{2} O_{3}$ ，其含量为50%。将 $a k g$ 质量分数为 $b$ %的硫酸加入到 $c k g$ 烧渣中浸取，铁的浸取率为96%，其他杂质浸出消耗的硫酸以及调 $p H$ 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 $F e_{2} O_{3}$ $k g$ 。

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