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

Question

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．

Answer 1

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(△.)/()2Fe₂O₃+4CO₂，
已知：①4Fe（s）+3O₂（g）═2Fe₂O₃（s）△H=-1648kJ/mol
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393kJ/mol
③2Fe（s）+2C（s）+3O₂（g）═2FeCO₃（s）△H=-1480kJ/mol
根据盖斯定律，①-③×2+②×④可得4FeCO₃（s）+O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+4CO₂（g），故△H=-1648kJ/mol-2×（-1480kJ/mol）+4×（-393kJ/mol）=-260kJ/mol，
故反应热化学方程式为：4FeCO₃（s）+O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+4CO₂（g）△H=-260kJ/mol，
故答案为：4FeCO₃（s）+O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+4CO₂（g）△H=-260kJ/mol；
（5）电池放电时的总反应为：4Li+FeS₂═Fe+2Li₂S，正极发生还原反应，FeS₂获得电子生成Fe、S^2-，正极电极反应式为：FeS₂+4e^-=Fe+2S^2-，
故答案为：FeS₂+4e^-=Fe+2S^2-；
（6）Fe₂O₃含量为50%，ckg烧渣中，Fe₂O₃质量为50%×ckg，铁的浸取率为96%，侧参加反应的Fe₂O₃质量为50%×ckg×96%，其物质的量为（50%×c×10³×96%）g÷160g/mol=3c mol，
akg质量分数为b%的硫酸中m（H₂SO₄）=b%×akg，其物质的量为（b%×a×10³）g÷98g/mol=(10ab)/(98)mol，
第Ⅲ步应加入FeCO₃后，浸取时加入的硫酸、活化硫铁矿还原Fe³⁺时生成的硫酸完全转化为FeSO₄，
根据FeS₂～7Fe₂（S0₄）₃～7Fe₂O₃，可知参加反应的FeS₂的物质的量(1)/(7)×3c mol，
根据硫元素守恒计算n_总（FeSO₄）=(1)/(7)×3c mol×2+(10ab)/(98)mol，
由Fe元素守恒n（FeCO₃）=n_总（FeSO₄）-n（FeS₂）-2n（Fe₂O₃）=(1)/(7)×3c mol×2+(10ab)/(98)mol-(1)/(7)×3c mol-2×3c mol=(10ab)/(98)mol-(39c)/(7)mol，故m（FeCO₃）=（(10ab)/(98)-(39c)/(7)） mol×116g/mol≈（11.8ab-646c）g，即为（0.0118ab-0.646c）Kg，
故答案为：（0.0118ab-0.646c）．