Question

【題目】硫酸亞鐵是利用鈦鐵礦（主要成分FeTiO3）制金屬鈦的副產品，價格低。以硫酸亞鐵為原料制備高效凈水劑高鐵酸鉀(K2FeO4)可大大降低成本。其生產工藝如下：

已知：NaNO2是在空氣中將Fe2+氧化為鐵黃(FeOOH)的催化劑；鐵黃微溶于酸。

請問答下列問題：

(1)寫出反應①生成鐵黃(FeOOH)的離子方程式：__________________________________，

在通入O2“氧化”FeSO4的過程中，溶液的pH________（填“增大”“減小”或“不變”）

(2)“過濾、洗滌、干燥”制備鐵黃時，檢驗鐵黃表面已洗滌干凈的操作是_____。

(3)寫出反應③的化學方程式： ____。

(4)在溶液I中加KOH固體的目的是_____。

(5) K2FeO4可作為新型多功能水處理劑的原因是____。

(6)該工藝每消耗標準狀況下ll2LCl2理論上得到____g K2FeO4。

(7)鈦鐵礦加入濃硫酸除生成TiOSO4外，還生成水和另外一種硫酸鹽，且反應前后鐵的化合價不變，化學方程式為____。

Answer 1

【答案】 4Fe2++O2 +6H2O 4FeOOH↓+8H+ 減小 取少量最后一次的洗滌液于試管中，滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，則說明已被洗凈 2FeOOH +3KC1O+4KOH =2 K2FeO4+3H2O+3KCl 除KCl；為下一步反應提供反應物；除去過量Cl2 K2FeO4具有強氧化性，能殺菌消毒；消毒過程中白身被還原為Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體能吸附水中懸浮雜質而沉降 660 FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O

【解析】 (1)反應①中硫酸亞鐵在亞硝酸鈉存在時被氧氣氧化生成鐵黃(FeOOH)的離子方程式為4Fe2++O2 +6H2O 4FeOOH↓+8H+，根據方程式可知，在通入O2“氧化”FeSO4的過程中，溶液的酸性逐漸增強，pH減小，故答案為：4Fe2++O2 +6H2O 4FeOOH↓+8H+；減小；

(2)鐵黃表面附著少量硫酸鈉溶液，檢驗鐵黃表面已洗滌干凈的操作為取少量最后一次的洗滌液于試管中，滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，則說明已被洗凈，故答案為：取少量最后一次的洗滌液于試管中，滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，則說明已被洗凈；

(3)根據流程圖，反應③中鐵黃與堿性次氯酸鉀溶液反應生成K2FeO4，反應的化學方程式為，故答案為：2FeOOH +3KC1O+4KOH =2 K2FeO4+3H2O+3KCl；

(4)在溶液I中加KOH固體可以除去過量Cl2，也可以為下一步反應提供反應物，故答案為：除KCl；為下一步反應提供反應物；除去過量Cl2等；

(5) K2FeO4具有強氧化性，能殺菌消毒；消毒過程中白身被還原為Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體能吸附水中懸浮雜質而沉降，使得K2FeO4成為新型多功能水處理劑，故答案為：K2FeO4具有強氧化性，能殺菌消毒；消毒過程中白身被還原為Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體能吸附水中懸浮雜質而沉降；

(6) 標準狀況下112LCl2的物質的量為5mol，氯氣與氫氧化鉀反應生成次氯酸鉀，可以得到5molKClO，根據2FeOOH +3KC1O+4KOH =2 K2FeO4+3H2O+3KCl。可以得到5mol×= mol K2FeO4，質量為 mol×198g/mol=660g，故答案為：660；

(7)鈦鐵礦(主要成分FeTiO3)加入濃硫酸除生成TiOSO4外，還生成水和另外一種硫酸鹽，在TiOSO4中Ti的化合價為+4價，則FeTiO3中Fe的化合價為+2價，反應前后鐵的化合價不變，則該硫酸鹽為硫酸亞鐵，反應的化學方程式為FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O，故答案為：FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O。