Question

【题目】利用酸解法制钛白粉产生的废液[含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4]，生产铁红和补血剂乳酸亚铁。其生产步骤如图：

已知：TiOSO4可溶于水，在水中可以电离为TiO2+和SO42—。请回答：

（1）步骤①中分离硫酸亚铁溶液和滤渣的操作是______________________。

（2）滤渣的主要成分为TiO2xH2O，写出TiOSO4水解生成TiO2xH2O的化学方程式为_____。

（3）硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为______________。

（4）用平衡移动的原理解释步骤⑤中加乳酸能得到乳酸亚铁的原因____________________________。

（5）步骤④的离子方程式为___________。

（6）步骤⑥必须控制一定的真空度，原因是有利于蒸发水以及_________。

（7）为测定步骤②中所得晶体中FeSO4·7H2O的质量分数，取晶体样品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（杂质与KMnO4不反应）。若消耗0．1000 molL-1KMnO4溶液20．00 mL，所得晶体中FeSO4·7H2O的质量分数为（用a表示）___________________。

Answer 1

【答案】 过滤 TiOSO4+(x+1)H2O=TiO2·xH2O↓+H2SO4 1:4 FeCO3(s)Fe2+(aq)+CO32-(aq)，CO32-与乳酸反应浓度降低，平衡向右移动，使碳酸亚铁溶解得到乳酸亚铁溶液 Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2 防止Fe2+被氧化 13.9/a

【解析】(1)分离难溶固体和溶液的方法是用过滤.所以分离硫酸亚铁溶液和滤渣的操作是过滤.因此，本题正确答案是:过滤
(2)已知TiOSO4可溶于水,在水中可以电离为TiO2+和SO42-,所以水解产物除生成 TiO2·xH2O外,还有H2SO4因此，本题正确答案是: TiOSO4+(x+1)H2O=TiO2·xH2O↓+H2SO4
(3)硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫,说明氧化剂是O2,还原剂是FeSO4;1个O2下降4价,1个Fe2+上升1价,所以氧化剂与还原剂的关系为: O2--4 FeSO4因此，本题正确答案是:1:4
(4)溶解平衡为:,第5步加乳酸会消耗,产生二氧化碳气体,浓度降低后引起平衡右移,使碳酸亚铁溶计算得出到乳酸亚铁溶液.因此，本题正确答案是:,与乳酸反应浓度降低,平衡向右移动,使碳酸亚铁溶计算得出到乳酸亚铁溶液。
(5)第4步的反应物是与,产物有碳酸亚铁和气体A,第5步加乳酸也产生了气体A,则可以确定气体A是二氧化碳,参加反应的离子是与,产物有碳酸亚铁和二氧化碳,还有水生成.因此，本题正确答案是:═↓↑。
(6)二价铁离子还原性强,易被氧化,第6步不要与氧气接触.所以步骤6必须控制一定的真空度.因此，本题正确答案是:防止被氧化
(7)与发生氧化还原反应,关系式为:,,
所以,
所以,这是做实验用到的一部分,一共是,所以的总质量,样品有ag,所以晶体中的质量分数为:
因此，本题正确答案是: