以硫铁矿（主要成分为FeS 2 ）为原料制备氯化铁晶体（FeCl 3 ·6H 2 O）的工艺流程如下： 回答下列问题

Question

以硫铁矿（主要成分为FeS 2 ）为原料制备氯化铁晶体（FeCl 3 ·6H 2 O）的工艺流程如下： 回答下列问题：（1）焙烧硫铁矿的主要方程式为 。 （2）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是提高铁元素的浸出率、 。（3）通氯气氧化后时，发生的主要反应的离子方程式为 ；该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为（写化学式） 。（4）在氧化过程中，如何检验铁元素全部以Fe 3+ 形式存在： 。（5）如果将氯化铁晶体（FeCl 3 ·6H 2 O）放在坩埚中加热灼烧，最后得到的固体为 。（6）在一定条件下，SO 2 转化为SO 3 的反应为2SO 2 （g）＋O 2 （g） 2SO 3 （g），该反应的平衡常数表达式为K＝ ； 工业在接触法制硫酸的生产中，采取下列哪些措施有利于提高SO 2 转化率 。①V 2 O 5 作崔化剂 ②通入过量O 2 ③SO 2 、O 2 进行二次氧化 ④通入过量SO 2

Answer 1

（1）4 FeS 2 + 11 O 2 2 Fe 2 O 3 +  8SO 2 （2分） （2）抑制Fe 3 ＋ 水解（2分） （3）Cl 2 ＋Fe 2 ＋ ＝2Cl － ＋Fe 3 ＋ （2分） Cl 2  HCl（2分） （4）取氧化后的溶液少许于试管中，往试管中滴加1~2滴酸性KMnO 4 溶液，KMnO 4 的紫红色不褪去，说明铁元素全部以Fe 3+ 形式存在。（2分） （5）Fe 2 O 3 （2分） （6）k＝c 2 (SO 3 )/c(O 2 )·c 2 (SO 2 ) （2分） ②③（2分）

试题分析：（1）焙烧硫铁矿是硫酸工业中制取二氧化硫气体的重要步骤，发生的氧化还原反应配平比较困难，利用电子得失守恒配平得： 4 FeS 2 + 11 O 2 2 Fe 2 O 3 +  8SO 2 （2分） （2）酸溶焙烧产物不仅是提高浸出率，还可以抑制溶解得到的Fe 3 ＋ 水解。 （3）因为最终要得到的产品是氯化铁晶体，所以可能焙烧不完全，仍有部分亚铁离子，所以加入氧化剂氯气氧化除去，发生的反应为Cl 2 ＋Fe 2 ＋ ＝2Cl － ＋Fe 3 ＋ ，该过程可能有氯气溶于水产生挥发性的HCl以及过量的Cl2，所以可以用碱吸收。 （4）检验是否全部转化为Fe 3+ ，就是检验Fe 2 ＋ 的存在，所以检验Fe 2 ＋ 可以使用高锰酸钾试剂，所以操作为：取氧化后的溶液少许于试管中，往试管中滴加1~2滴酸性KMnO 4 溶液，KMnO 4 的紫红色不褪去，说明铁元素全部以Fe 3+ 形式存在。 （5）氯化铁晶体（FeCl 3 ·6H 2 O）含有水分，所以加热灼烧过程中，FeCl 3 会发生水解并最终得到稳定的氧化物Fe 2 O 3 。 （6）根据方程式可以写出平衡常数表达式为k＝c 2 (SO 3 )/c(O 2 )·c 2 (SO 2 )；要提高SO 2 的转化率，则需要使平衡正向移动或SO 2 二次利用，所以可行的是②、③。