Question

【題目】利用酸解法制鈦白粉產(chǎn)生的廢液[含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4]，生產(chǎn)鐵紅和補(bǔ)血?jiǎng)┤樗醽嗚F。其生產(chǎn)步驟如圖：

已知：TiOSO4可溶于水，在水中可以電離為TiO2+和SO42—。請(qǐng)回答：

（1）步驟①中分離硫酸亞鐵溶液和濾渣的操作是______________________。

（2）濾渣的主要成分為TiO2xH2O，寫(xiě)出TiOSO4水解生成TiO2xH2O的化學(xué)方程式為_____。

（3）硫酸亞鐵在空氣中煅燒生成鐵紅和三氧化硫，該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為______________。

（4）用平衡移動(dòng)的原理解釋步驟⑤中加乳酸能得到乳酸亞鐵的原因____________________________。

（5）步驟④的離子方程式為___________。

（6）步驟⑥必須控制一定的真空度，原因是有利于蒸發(fā)水以及_________。

（7）為測(cè)定步驟②中所得晶體中FeSO4·7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，取晶體樣品a g，溶于稀硫酸配成100．00 mL溶液，取出20．00 mL溶液，用KMnO4溶液滴定（雜質(zhì)與KMnO4不反應(yīng)）。若消耗0．1000 molL-1KMnO4溶液20．00 mL，所得晶體中FeSO4·7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（用a表示）___________________。

Answer 1

【答案】 過(guò)濾 TiOSO4+(x+1)H2O=TiO2·xH2O↓+H2SO4 1:4 FeCO3(s)Fe2+(aq)+CO32-(aq)，CO32-與乳酸反應(yīng)濃度降低，平衡向右移動(dòng)，使碳酸亞鐵溶解得到乳酸亞鐵溶液 Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2 防止Fe2+被氧化 13.9/a

【解析】(1)分離難溶固體和溶液的方法是用過(guò)濾.所以分離硫酸亞鐵溶液和濾渣的操作是過(guò)濾.因此，本題正確答案是:過(guò)濾
(2)已知TiOSO4可溶于水,在水中可以電離為TiO2+和SO42-,所以水解產(chǎn)物除生成 TiO2·xH2O外,還有H2SO4因此，本題正確答案是: TiOSO4+(x+1)H2O=TiO2·xH2O↓+H2SO4
(3)硫酸亞鐵在空氣中煅燒生成鐵紅和三氧化硫,說(shuō)明氧化劑是O2,還原劑是FeSO4;1個(gè)O2下降4價(jià),1個(gè)Fe2+上升1價(jià),所以氧化劑與還原劑的關(guān)系為: O2--4 FeSO4因此，本題正確答案是:1:4
(4)溶解平衡為:,第5步加乳酸會(huì)消耗,產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w,濃度降低后引起平衡右移,使碳酸亞鐵溶計(jì)算得出到乳酸亞鐵溶液.因此，本題正確答案是:,與乳酸反應(yīng)濃度降低,平衡向右移動(dòng),使碳酸亞鐵溶計(jì)算得出到乳酸亞鐵溶液。
(5)第4步的反應(yīng)物是與,產(chǎn)物有碳酸亞鐵和氣體A,第5步加乳酸也產(chǎn)生了氣體A,則可以確定氣體A是二氧化碳,參加反應(yīng)的離子是與,產(chǎn)物有碳酸亞鐵和二氧化碳,還有水生成.因此，本題正確答案是:═↓↑。
(6)二價(jià)鐵離子還原性強(qiáng),易被氧化,第6步不要與氧氣接觸.所以步驟6必須控制一定的真空度.因此，本題正確答案是:防止被氧化
(7)與發(fā)生氧化還原反應(yīng),關(guān)系式為:,,
所以,
所以,這是做實(shí)驗(yàn)用到的一部分,一共是,所以的總質(zhì)量,樣品有ag,所以晶體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:
因此，本題正確答案是: