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。其生產步驟如圖：

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

（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，寫出TiOSO4水解生成TiO2xH2O的化學方程式為_____。

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

（4）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____________________________。

（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，原因是有利于蒸發水以及_________。

（7）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 molL-1KMnO4溶液20．00 mL，所得晶體中FeSO4·7H2O的質量分數為（用a表示）___________________。

Answer 1

【答案】 過濾 TiOSO4+(x+1)H2O=TiO2·xH2O↓+H2SO4 1:4 FeCO3(s)Fe2+(aq)+CO32-(aq)，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 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濾.所以分離硫酸亞鐵溶液和濾渣的操作是過濾.因此，本題正確答案是:過濾
(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,說明氧化劑是O2,還原劑是FeSO4;1個O2下降4價,1個Fe2+上升1價,所以氧化劑與還原劑的關系為: O2--4 FeSO4因此，本題正確答案是:1:4
(4)溶解平衡為:,第5步加乳酸會消耗,產生二氧化碳氣體,濃度降低后引起平衡右移,使碳酸亞鐵溶計算得出到乳酸亞鐵溶液.因此，本題正確答案是:,與乳酸反應濃度降低,平衡向右移動,使碳酸亞鐵溶計算得出到乳酸亞鐵溶液。
(5)第4步的反應物是與,產物有碳酸亞鐵和氣體A,第5步加乳酸也產生了氣體A,則可以確定氣體A是二氧化碳,參加反應的離子是與,產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)二價鐵離子還原性強,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)與發生氧化還原反應,關系式為:,,
所以,
所以,這是做實驗用到的一部分,一共是,所以的總質量,樣品有ag,所以晶體中的質量分數為:
因此，本題正確答案是: