Question

【題目】利用鈦白粉廠廢酸（主要含硫酸、Fe3+、Fe2+、TiO2+、Al3+）制備過二硫酸銨[（NH4）2S2O8]，同時回收TiO（OH）2的簡要流程如下：

已知：i.部分離子完全生成氫氧化物沉淀的pH

金屬離子	TiO2+	Fe3+	Fe2+	Al3+
開始沉淀的PH	1.2	1.9	7.0	3.2
沉淀完全的pH	2.8	3.1	9.4	4.7

ii.pH>7時，Fe2+部分生成Fe（II）氨絡離子[Fe（NH3）2]2+。

請回答下列問題：

（1）為保證產物TiO(OH)2的純度，加入試劑A要適量。試劑A為___________。

（2）煅燒回收的TiO（OH）2，獲得的TiO2會發黃，發黃的雜質可能是_______（填化學式）。

（3）濾渣I的主要成分除Fe(OH)2、Al（OH）3外，還含有______________。

（4）加入H2O2的目的是氧化除掉Fe（II）氨絡離子[Fe（NH3）2]2+，配平下列離子方程式：2[Fe（NH3）2]2+ +________+4H2O +H2O2 =_______ + 4NH3·H2O

（5）電解制備過二硫酸銨的裝置如下圖所示。

①S2O82-中S元素的化合價為+6，其中過氧鍵的數目為___________。

②電解時，鐵電極連接電源的___________極。

③常溫下，電解液中含硫微粒主要存在形式與 pH 的關系如下圖所示。

在陽極放電的離子主要為HSO4-，陽極區電解質溶液的 pH 范圍為______，陽極的電極反應式為______________________。

Answer 1

【答案】 鐵粉 Fe2O3 Fe(OH)3 4OH- 2Fe(OH)3↓ 1 負 0≤pH≤2 2HSO4- - 2e- = S2O82- + 2H+

【解析】（1）鐵離子沉淀的PH≤3，而亞鐵離子沉淀的PH≤9.4，TiO2+沉淀的PH≤2.8；因此為保證產物TiO(OH)2的純度，加入適量的鐵粉，把鐵離子還原為亞鐵離子；正確答案：鐵粉。

（2）沉淀中會有少量氫氧化鐵沉淀摻雜，煅燒后，產生少量的Fe2O3，獲得的TiO2會發黃；正確答案：Fe2O3。

（3）濾液中會含有少量的鐵離子，加入氨水后，調節溶液的PH=10，會產生Fe(OH)2、Al（OH）3外，還含有少量的Fe(OH)3；正確答案：Fe(OH)3。

（4）[Fe（NH3）2]2+中鐵為+2價，被氧化為+3價鐵，在堿性環境下生成Fe(OH)3，H2O2中氧由-1價降低到-2價，發生還原反應，根據化合價升降總數相等，電荷守恒規律，配平后的離子方程式：2[Fe（NH3）2]2+ +4OH-+4H2O +H2O2 = 2Fe(OH)3↓+ 4NH3·H2O；正確答案：4OH- ；2Fe(OH)3↓。

（5）①S2O82-中硫元素為+6，氧為-2價，過氧根中氧元素為-1價，設過氧鍵的數目為x,根據化合價法則可知：6×2+（-2）×（8-2x）+(-1) ×2x=-2,解得x=1，正確答案：1。

②電解池中，HSO4-在陽極失電子發生氧化反應，生成S2O82-，如果鐵做陽極，鐵失電子，HSO4-就不能失電子，也就不能生成二硫酸銨[（NH4）2S2O8]，因此鐵做電解池的陰極，與電源的負極相連；正確答案：負。

③根據圖示可知，在陽極放電的離子主要為HSO4-，陽極區電解質溶液的 pH 范圍為0≤pH≤2；HSO4-失電子變為S2O82-，發生氧化反應，陽極的電極反應式為2HSO4- - 2e- = S2O82- + 2H+；正確答案：0≤pH≤2；2HSO4- - 2e- = S2O82- + 2H+。