题目内容
【题目】钛矿工业中的酸性废水富含Ti、Fe等元素,其综合利用如图
已知:
易水解,只能存在于强酸性溶液中
:
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(1)富含
溶液中加入
粉末能得到固体
,其原理是______。
(2)制取
发生的化学方程式为______;反应温度一般需控制在
以下,其目的是______。
(3)已知
。制取
时,
达到溶解平衡时,若室温下测得溶液的pH为
,
。试判断所得的
中______
填“有”或“没有”
;煅烧中,为了得到较为纯净的
,除了适当的温度外,还需要采取的措施是______。
(4)为了控制
用量需要测定固体中
的含量。称1g固体样品,用30mL蒸馏水溶解并加入
溶液和
溶液,再用
标准溶液滴定到溶液刚好变成粉红色,停止滴定,消耗标准溶液VmL。反应中涉及的重要化学方程式有:
紫红
粉红![]()
黄
无色![]()
①
的作用______。②样品中
的含量为______
。
【答案】因为发生水解反应:
,加入
后,
与
反应,
减小,水解平衡正反应方向移动
防止
分解或减小
水解 没有 向反应容器中补充适量空气
氧气
消除
的颜色干扰
【解析】
钛矿工业中的酸性废水富含Ti、Fe等元素,含有
、
、
等离子,加入铁粉还原铁离子得到亚铁离子,通过蒸发浓缩、冷却结晶过滤洗涤、干燥得到硫酸亚铁晶体,加入足量碳酸氢铵,过滤得到碳酸亚铁沉淀,在坩埚中灼烧得到氧化铁。过滤后得到富含
的溶液,加入
粉末与
反应,降低了溶液中
,使平衡
向生成
的方向移动,可得到
粗产品,以此解答该题。
根据上述分析可知:
富含的
溶液,加入
粉末与
反应,降低了溶液中
,使平衡
向生成
的方向移动,可得到
粗产品,
故答案为:因为发生水解反应:
,加入
后,
与
反应,
减小,水解平衡正反应方向移动;
硫酸亚铁和碳酸氢铵反应生成碳酸亚铁沉淀、硫酸铵、二氧化碳和水,反应的化学方程式为:
,反应温度一般需控制在
以下,是为了避免温度过高碳酸氢铵分解,减少铁离子的水解程度,
故答案为:
;防止
分解或减小
水解;
室温下测得溶液的pH为
,
,由题中数据可知,溶液中
,故无
沉淀生成;步骤Ⅳ中,为了得到较为纯净的
,除了适当的温度外,还需要采取的措施是向反应容器中补充适量空气
氧气
,
故答案为:没有;向反应容器中补充适量空气
氧气
;
铁离子颜色呈黄色,干扰终点判断,而
黄色
无色
,消除了铁离子干扰,
故答案为:消除
的颜色干扰;
待测液消耗的高锰酸钾的物质的量为:
,
根据反应:
,硫酸亚铁的物质的量为:
,
所以样品中含有的
的质量为:
,
的质量分数为:
,
故答案为:
。
【题目】某兴趣小组以废铁屑制得硫酸亚铁铵后,按下列流程制备二水合草酸亚铁(FeC2O4·2H2O),进一步制备高纯度还原铁粉。
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已知:FeC2O4·2H2O难溶于水,150℃开始失结晶水;H2C2O4易溶于水,溶解度随温度升高而增大。
请回答:
(1)下列操作或描述正确的是________。
A.步骤②,H2C2O4稍过量主要是为了抑制Fe2+水解
B.步骤③,采用热水洗涤可提高除杂效果
C.步骤③,母液中的溶质主要是(NH4)2SO4和H2C2O4
D.步骤③,如果在常压下快速干燥,温度可选择略高于100℃
(2)如图装置,经过一系列操作完成步骤③中的抽滤和洗涤。请选择合适的编号,按正确的操作顺序补充完整(洗涤操作只需考虑一次):
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开抽气泵→a→b→d→________→c→关抽气泵。
a.转移固液混合物;b.关活塞A;c.开活塞A;d.确认抽干;e.加洗涤剂洗涤
抽滤和普通过滤相比,优点是___________________________________________。
(3) 称取一定量的FeC2O4·2H2O试样,用硫酸溶解,
采用KMnO4滴定法测定,折算结果如下:
n(Fe2+)/mol | n( | 试样中FeC2O4·2H2O的质量分数 |
9.80×10ˉ4 | 9.80×10ˉ4 | 0.980 |
由表中数据推测试样中最主要的杂质是____________________。
(4)实现步骤④必须用到的两种仪器是____________________
(供选仪器:a.烧杯;b.坩埚;c.蒸馏烧瓶;d.高温炉;e.表面皿;f.锥形瓶);
该步骤的化学方程式是______________________________________。
(5)为实现步骤⑤,不宜用碳粉还原Fe2O3,理由是________________________________。