14. 硫铁化合物( FeS、 $\mathrm { F e S } _ { 2 }$ 等)应用广泛。
（1）纳米FeS可去除水中微量六价铬[Cr(VI)] 。在pH=4\~7 的水溶液中，纳米FeS颗粒表面带正电荷，Cr(VI) 主要以 $\mathrm { H C r O } _ { 4 } ^ { - }$ $\mathrm { C r } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 7 } ^ { 2 \cdot }$ $\mathrm { C r O } _ { 4 } ^ { 2 - }$ <sup>-</sup> 等形式存在，纳米FeS去除水中Cr(VI)主要经过“吸附→反应→沉淀”的过程。
已知： $\mathrm { K } _ { \mathrm { s p } } ( \mathrm { F e S } ) { = } 6 . 5 { \times } 1 0 ^ { - 1 8 }$ $\mathrm { K } _ { \mathrm { s p } } \left[ \mathrm { F e ( O H ) } _ { 2 } \right] { = } 5 . 0 { \times } 1 0 ^ { - 1 7 }$ ； $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { S }$ 电离常数分别为 $\mathrm { K _ { a l } } { = } 1 . 1 { \times } 1 0 ^ { - 7 }$ $\mathrm { K } _ { { \mathrm { a } } 2 } { = } 1 . 3 { \times } 1 0 ^ { - 1 3 }$ o
①在弱碱性溶液中，FeS与 $\mathrm { C r O } _ { 4 } ^ { 2 - }$ 反应生成 ${ \mathrm { F e } } ( \mathrm { O H } ) _ { 3 }$ $\mathrm { C r } ( \mathrm { O H } ) _ { 3 }$ 和单质S，其离子方程式为
②在弱酸性溶液中，反应 $\mathrm { F e S + H ^ { + } }$ <sup>2+</sup> <sup>-</sup> Fe +HS‡ˆˆˆˆ† 的平衡常数 K 的数值为
③在pH=4\~7 溶液中，pH 越大，FeS去除水中Cr(VI)的速率越慢，原因是
② $\mathrm { F e S } _ { 2 }$ 具有良好半导体性能。 $\mathrm { F e S } _ { 2 }$ 的一种晶体与NaCl晶体的结构相似，该 $\mathrm { F e S } _ { 2 }$ 晶体的一个晶胞中$\mathrm { S } _ { 2 } ^ { 2 - }$ 的数目为 ，在 $\mathrm { F e S } _ { 2 }$ 晶体中，每个S 原子与三个 $\mathrm { F e } ^ { 2 + }$ 紧邻，且Fe-S间距相等，如图给出了$\mathrm { F e S } _ { 2 }$ 晶胞中的 $\mathrm { F e } ^ { 2 + }$ 和位于晶胞体心的 <sup>2-</sup>S $\left( \mathbf { S } _ { 2 } ^ { 2 - } \right.$ 中的S S- 键位于晶胞体对角线上，晶胞中的其他 $\mathrm { S } _ { 2 } ^ { 2 - }$ 已省略)。如图中用“-”将其中一个S 原子与紧邻的 $\mathrm { F e } ^ { 2 + }$ 连接起来
（3） $\mathrm { F e S } _ { 2 }$ 、FeS在空气中易被氧化，将 $\mathrm { F e S } _ { 2 }$ 在空气中氧化，测得氧化过程中剩余固体的质量与起始$\mathrm { F e S } _ { 2 }$ 的质量的比值随温度变化的曲线如图所示。 $8 0 0 \mathrm { { ‰} }$ 时， $\mathrm { F e S } _ { 2 }$ 氧化成含有两种元素的固体产物为(填化学式，写出计算过程)。
(1) ①. $\mathrm { F e S } + \mathrm { C r O } _ { 4 } ^ { 2 - } + 4 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } = \mathrm { F e } ( \mathrm { O H } ) _ { 3 } + \mathrm { C r } ( \mathrm { O H } ) _ { 3 } + \mathrm { S } + 2 \mathrm { O H } ^ { - }$; (2) $5 \times 1 0 ^ { - 5 }$; (3) c(OH-) 越大，FeS表面吸附的Cr(VI)的量越少，FeS溶出量越少，Cr(VI)中 $\mathrm { C r O } _ { 4 } ^ { 2 - }$ 物质的量分数越大 
> ③ ${ \mathrm { F e } } _ { 2 } { \mathrm { O } } _ { 3 }$ ；设 $\mathrm { F e S } _ { 2 }$ 氧化成含有两种元素的固体产物化学式为 $\mathrm { F e O _ { x } }$ $\mathrm { M } _ { \mathrm { ( F e S _ { 2 } ) } } = 1 2 0 \mathrm { g / m o l }$ ，则$\mathsf { M } _ { ( \mathrm { F e O } _ { \mathrm { x } } ) } = 1 2 0 \mathrm { g } / \mathrm { m o l } \times 6 6 . 7 \% { = } 8 0 . 0 4 \mathrm { g } / \mathrm { m o l }$ ，则 $5 6 + 1 6 \mathrm { x } = 8 0 . 0 4 , ~ \mathrm { x } = \frac { 3 } { 2 }$ ，即固体产物为 ${ \mathrm { F e } } _ { 2 } { \mathrm { O } } _ { 3 }$ 【解析】【小问1详解】在弱碱性溶液中，FeS与 $\mathrm { C r O } _ { 4 } ^ { 2 - }$ 反应生成Fe(OH) 、 $\mathrm { C r } ( \mathrm { O H } ) _ { 3 }$ 和单质S 的离子方程式为：$\mathrm { F e S } + \mathrm { C r O } _ { 4 } ^ { 2 - } + 4 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } = \mathrm { F e } ( \mathrm { O H } ) _ { 3 } + \mathrm { C r } ( \mathrm { O H } ) _ { 3 } + \mathrm { S } + 2 \mathrm { O H } ^ { - }$ <sup>-</sup> ；反应 $\mathrm { F e S } + \mathrm { H } ^ { + } \Longrightarrow \mathrm { F e } ^ { 2 + } + \mathrm { H S } ^ { - }$ 的平衡常数K=$\frac { \mathsf { c } ( \mathrm { F e } ^ { 2 + } ) \cdot \mathsf { c } ( \mathrm { H S } ^ { - } ) } { \mathsf { c } ( \mathrm { H } ^ { + } ) }$ ，由题目信息可知， $\mathrm { K _ { s p } ( F e S ) { = } c ( F e ^ { 2 + } ) \cdot c ( S ^ { 2 - } ) { = } } 6 . 5 { \times } 1 0 ^ { - 1 8 }$ ，H S电离常数$\mathrm { K } _ { \mathrm { a 2 } } \mathrm { = } \frac { \mathrm { c ( H ^ { + } ) } { \cdot } \mathrm { c ( S ^ { 2 - } ) } } { \mathrm { c ( H S ^ { - } ) } } \mathrm { = } 1 . 3 { \times } 1 0 ^ { - 1 3 }$ ，所以 $\mathrm { K } { = } \frac { \mathrm { c } ( \mathrm { F e } ^ { 2 + } ) { \cdot } \mathrm { c } ( \mathrm { H S ^ { - } } ) } { \mathrm { c } ( \mathrm { H } ^ { + } ) } { = } \mathrm { K } _ { \mathrm { s p } } ( \mathrm { F e S } ) \div \mathrm { K } _ { \mathrm { a } 2 } { = } 5 { \times } 1 0 ^ { - 5 }$ ；在pH=4\~7 溶液中，pH 越大，FeS去除水中Cr(VI)的速率越慢，是由于c(OH-)越大，FeS表面吸附的Cr(VI)的量越少，FeS溶出量越少，Cr(VI)中 $\mathrm { C r O } _ { 4 } ^ { 2 - }$ 物质的量分数越大；故答案为：$\mathrm { F e S + C r O _ { 4 } ^ { 2 - } + 4 H _ { 2 } O = F e ( O H ) _ { 3 } + C r ( O H ) _ { 3 } + S + 2 O H ^ { - } \ ; ~ 5 \times 1 0 ^ { - 5 } }$ ；c(OH-)越大， FeS表面吸附的Cr(VI) 的量越少，FeS溶出量越少，Cr(VI)中 $\mathrm { C r O } _ { 4 } ^ { 2 - }$ 物质的量分数越大。 【小问 2 详解】
