Question

【題目】利用酸解法制鈦白粉產生的廢液[含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4]生產鐵紅和補血劑乳酸亞鐵。其生產步驟如下：

已知:TiOSO4可溶于水，在水中可以電離為TIO2+和SO42-，TiOSO4水解成TiO2·xH2O沉淀為可逆反應；乳酸結構簡式為CH3CH(OHCOOH.請回答：

(1)步驟①中分離硫酸重鐵溶液和濾渣的操作是______________。

(2)加入鐵屑的目一是還原少量Fe2(SO4)3；二是使少量TiOSO4轉化為TiO2·xH2O濾渣，用平衡移動的原理解釋得到濾渣的原因_______________。

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

(4)用離子方程式解釋步驟⑤中加乳酸能得到乳酸亞鐵的原因___________________。

(5)步驟④的離子方程式是________________。

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

(7)乳酸亞佚晶體{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O}純度的測量：若用KMnO4滴定法測定樣品中Fe的量進而計算純度時，發現結果總是大于100%，其原因可能是_______________。

經查閱文獻后，改用Ce(SO4)2標準溶液滴定進行測定。反應中Ce4+離子的還原產物為Ce3+。測定時，先稱取5.760g樣品，溶解后進行必要處理，用容量瓶配制成250mL溶液，每次取25.00mL，用0.1000mol/LCe(SO4)2標準溶液滴定至終點記錄數據如下表。

滴定次數	0.1000mol/LCe(SO4)2標準溶液/mL
	滴定前讀數	滴定后讀數
1	0.10	19.85
2	0.12	21.32
3	1.05	20.70
4	0.16	19.88

則產品中乳酸亞鐵晶體的純度為_______(以質量分數表示)。

Answer 1

【答案】 過濾 TiOSO4+(x+1)H2OTiO2 xH2O↓+H2SO4或TiO2++(x+1)H2OTiO2 xH2O↓+2H+鐵屑與H2SO4反應，c(H+)降低，使平衡正向移動，TiOSO4轉化為TiO2xH2O濾渣 1: 4 FeCO3+2CH3CH(OH)COOH== Fe2++2CH3CH(OH)COO-+H2O+CO2↑ Fe2++2HCO3-==FeCO3↓+H2O+CO2↑ 防止Fe2+被氧化 乳酸根中羥基(－OH)被酸性高錳酸鉀溶液氧化 98.5%或 0.985

【解析】試題分析：（1）實現固體和液體的分離用過濾的方法；(2) TiO2++(x+1)H2OTiO2 xH2O↓+2H+，鐵屑與H2SO4反應，c(H+)降低；(3)硫酸亞鐵在空氣中煅燒生成鐵紅和三氧化硫的方程式為：4FeSO4+O2 2Fe2O3+4SO3，氧化劑是氧氣，還原劑是氧化鐵；(4) 碳酸亞鐵沉淀存在溶解平衡：FeCO3（s）Fe2+（aq）+CO32-（aq），加入乳酸，CO32-與乳酸反應濃度降低，平衡向右移動，使碳酸亞鐵溶解得到乳酸亞鐵溶液；(5)由流程圖可知，硫酸亞鐵與碳酸氫銨反應生成碳酸亞鐵，還生成氣體為二氧化碳；(6)亞鐵離子易被氧氣氧化，所以步驟⑥必須控制一定的真空度；(7) [CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O中的亞鐵離子、乳酸根中羥基(－OH)都能被酸性高錳酸鉀溶液氧化；根據表格數據，第二次測定數據偏離正常范圍，利用第一、第三、第四次實驗數據，平均消耗0.1000mol/LCe(SO4)2標準溶液19.70mL，根據關系式 計算純度；

解析：（1）實現固體和液體的分離用過濾的方法；(2) TiO2++(x+1)H2OTiO2 xH2O↓+2H+，鐵屑與H2SO4反應，c(H+)降低，使平衡正向移動，TiOSO4轉化為TiO2xH2O濾渣；(3)硫酸亞鐵在空氣中煅燒生成鐵紅和三氧化硫的方程式為：4FeSO4+O2 2Fe2O3+4SO3，氧化劑是氧氣，還原劑是氧化鐵，所以氧化劑和還原劑的物質的量之比為1：4；(4) 碳酸亞鐵沉淀存在溶解平衡：FeCO3（s）Fe2+（aq）+CO32-（aq），加入乳酸，CO32-與乳酸反應濃度降低，平衡向右移動，使碳酸亞鐵溶解得到乳酸亞鐵溶液，反應方程式是FeCO3+2CH3CH(OH)COOH== Fe2++2CH3CH(OH)COO-+H2O+CO2↑；(5)由流程圖可知，硫酸亞鐵與碳酸氫銨反應生成碳酸亞鐵，還生成氣體為二氧化碳，反應離子方程式是Fe2++2HCO3-==FeCO3↓+H2O+CO2↑；(6)亞鐵離子易被氧氣氧化，所以步驟⑥必須控制一定的真空度，所以控制一定的真空度有利于蒸發水還能防止Fe2+被氧化；(7) [CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O中的亞鐵離子、乳酸根中羥基(－OH)都能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，所以結果總是大于100%；設25mL溶液含有CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O的物質的量xg；

X=0.56736g，產品中乳酸亞鐵晶體的純度為 。