题目内容
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 ],生产硫酸亚铁和补血剂乳酸亚铁。其生产步骤如下:
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请回答:
(1)步骤①中分离操作的名称是_______;步骤⑥必须控制一定的真空度,原因是______________
(2)废液中的TiOSO4在步骤①能水解生成滤渣(主要成分为TiO2•xH2O)的化学方程式为_________
_ ;步骤④的离子方程式为____________________________________。
(3)用平衡移动原理解释步骤⑤中加乳酸能得到乳酸亚铁的原因______________________________。
(4)配平酸性高锰酸钾溶液与硫酸亚铁溶液反应的离子方程式:
_____ Fe2+ + _____ MnO4- + _____ H+ = _____Fe3+ +_____ Mn2+ +_____
取步骤②所得晶体样品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 mol·L-1 KMnO4溶液20.00mL,则所得晶体中FeSO4 • 7H2O的质量分数为(以含a的式子表示) _____________________。
(1)过滤(1分);有利于水分蒸发,防止Fe2+被氧化(2分)
(2)TiOSO4+(x+1)H2O=TiO2·xH2O↓+H2SO4(2分)
Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑(2分)
(3)FeCO3(s)
Fe2+(aq)+ CO32-
(aq) CO32-与乳酸电离出的H+结合成弱酸(分解为CO2),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(2分)
(4)5、1、8、5、1、4H2O (2分) 13.9/a(3分)
【解析】
试题分析:本题利用酸解法制钛白粉产生的废液,生产硫酸亚铁和补血剂乳酸亚铁。
(1)经过步骤①得到了滤渣和硫酸亚铁溶液可知是过滤,步骤⑥必须控制一定的真空度,原因是有于水分的蒸发,以及防止Fe2+被氧化;
(2)既然是水解肯定有水参与,另外已知产物有TiO2·xH2O,据质量守恒可分析出另一产物是H2SO4,从而得出水解方程式;
(3)首先碳酸铁存在沉淀溶解平衡,然后乳酸电离出的氢离子与碳酸根结合,促使沉淀溶解平衡发生移动。
(4)根据得失电子守恒可以将方程式配平,利用化学方程式中Fe2+和MnO4-的计量关系可进行计算:FeSO4 • 7H2O的质量分数=0.1000 mol·L-1×0.02L×5×5×278g.mol-1/ag=13.9/a。
考点:本题以工艺流程为基础,考元素及化合物、化学实验基本操作、化学方程式的书写以及化学计算等相关知识。