Question

某研究小組利用工業(yè)生產(chǎn)鈦白粉產(chǎn)生的廢液(含有大量的Fe2＋、H＋、SO42—和少量的Fe3＋、TiO2＋)生產(chǎn)乳酸亞鐵，其工藝流程如下：

 

(1)反應Ⅰ中，鐵屑與TiO2＋反應的離子方程式為2TiO2＋＋Fe＋4H＋??2Ti3＋＋Fe2＋＋2H2O，該反應的平衡常數(shù)表達式為K＝________。

(2)反應Ⅱ需控制反應溫度低于35 ℃，其目的是________________，該反應的化學方程式是________________。檢驗溶液A中是否含Fe2＋的實驗操作方法是_________________________________________________________。

(3)已知：FeCO3(s)??Fe2＋(aq)＋CO32—(aq)，試用平衡移動原理解釋反應Ⅲ中生成乳酸亞鐵的原因______________________________________________。

(4)結晶過程必須控制在一定的真空度條件下進行，原因是_______________________________________________________。

 

Answer 1

　(1)

(2)防止NH4HCO3分解(或減少Fe2＋的水解)

FeSO4＋2NH4HCO3=FeCO3↓＋H2O＋CO2↑＋(NH4)2SO4　取少量溶液A于試管中，滴入KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，再滴入氯水或H2O2，溶液呈血紅色，證明有Fe2＋，反之，不含有Fe2＋

(3)CO32—與乳酸反應，其濃度降低，使平衡向右移動，碳酸亞鐵溶解得到乳酸亞鐵

(4)有利于水的蒸發(fā)、防止Fe2＋被氧化

【解析】　(1)由反應關系可寫出反應2TiO2＋＋Fe＋4H＋2Ti3＋＋Fe2＋＋2H2O的平衡常數(shù)表達式為。(2)反應Ⅱ需要控制反應溫度低于35 ℃的目的是防止碳酸氫銨分解，減少Fe2＋的水解，由反應物和主要產(chǎn)物可寫出反應Ⅱ的化學方程式為FeSO4＋2NH4HCO3=FeCO3↓＋CO2↑＋(NH4)2SO4＋H2O；檢驗溶液中是否有Fe2＋可以先加硫氰化物溶液，然后加合適的氧化劑，看溶液是否變?yōu)檠�紅色。(3)碳酸亞鐵溶液中存在沉淀溶解平衡，其中的CO32—和乳酸反應，使碳酸亞鐵的溶解平衡向溶解方向移動，生成乳酸亞鐵。(4)由于Fe2＋易被氧化，真空可以防止Fe2＋被氧化，同時有利于水分蒸發(fā)有利于晶體結晶。