Question

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SO₄^2—。請回答：
（1）步驟①中分離硫酸亞鐵溶液和濾渣的操作中所用的玻璃儀器是                     。
步驟②得到硫酸亞鐵晶體的操作為蒸發濃縮、                                          。
（1）步驟④的離子方程式是                                                           。
（1）步驟⑥必須控制一定的真空度，原因是有利于蒸發水以及                           。
（1）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             。
（1）用平衡移動的原理解釋步驟⑤中加乳酸能得到乳酸亞鐵的原因                            。
（1）為測定步驟②中所得晶體中FeSO₄·7H₂O的質量分數，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（雜質與KMnO₄不反應）。若消耗0．1000 mol?L^-1 KMnO₄溶液20．00 mL，所得晶體中FeSO₄·7H₂O的質量分數為（用a表示）                  。

Answer 1

（1）玻璃棒、燒杯、漏斗  （1分） ；冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥（1分）
（1）Fe²⁺+2HCO₃^-=FeCO₃↓+H₂O+CO₂↑（2分）      
（1）防止Fe²⁺被氧化（1分）   
（1）1: 4 （2分）    
（1）FeCO₃(s)  Fe²⁺(aq)+ CO₃^2-(aq)   CO₃^2-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（2分）        
（1）13．9/a ×100%（2分）

試題分析：
（1）過濾用的儀器：玻璃棒、燒杯、漏斗  ；“冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥”從溶液變成純固體。
“冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥”從溶液變成純固體。
（2）Fe²⁺+2HCO₃^-→FeCO₃↓+H₂O+CO₂↑     
（3）隔絕空氣，防止Fe²⁺被氧化 。 
（4）4FeSO₄+ O₂ =4SO₃  + 2 Fe₂O₃   氧化劑O₂和還原劑FeSO₄的物質的量之比   1: 4 。   
（6）FeSO₄和KMnO₄反應的關系式 解：設20．00 mL溶液含FeSO₄的物質的量為x
10FeSO₄·7H₂O ——2 KMnO₄
2
x            0．1000*20．00/1000    x=0．01
100 mL FeSO₄·7H₂O的物質的量為0．01*5=0．05 (mol)
FeSO₄·7H₂O的質量分數為278*0．05*100%/a=13．9/a ×100%