A、若为FeS，反应前后的S原子个数不相等，故A错误；
B、若为Fe₂S₃，则反应前后的铁原子和硫原子都不相等，故B错误；
C、若为FeO，原来O原子个数相等，而为FeO时O原子个数不等，反应前没有S元素，故C错误；
D、若为FeS₂，则反应前后的元素守恒，各原子的个数前后都相等，故D正确；
故选D．