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:

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) _____________________。

 

【答案】

 

(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。

 

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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.其生产步骤如下:

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中所用的玻璃仪器是
玻璃棒、烧杯、漏斗
玻璃棒、烧杯、漏斗
.
步骤②得到硫酸亚铁晶体的操作为蒸发浓缩、
冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
.
(2)步骤④的离子方程式是
Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑
Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑
.
(3)步骤⑥必须控制一定的真空度,原因是有利于蒸发水以及
防止Fe2+被氧化
防止Fe2+被氧化
.
(4)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
1:4
1:4
.
(5)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
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
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
.
(6)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100.00mL溶液,取出20.00mL溶液,用KMnO4溶液滴定(杂质与KMnO4不反应).若消耗0.1000mol?L-1 KMnO4溶液20.00mL,所得晶体中FeSO4?7H2O的质量分数为(用a表示)
13.9
a
13.9
a
.
(2012?西城区二模)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
过滤
过滤
.
(2)滤渣的主要成分为TiO2?xH2O,写出TiOSO4水解生成TiO2?xH2O的化学方程式
TiOSO4+(x+1)H2O═TiO2?xH2O↓+H2SO4
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,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
1:4
1:4
.
(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
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
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
.
(5)步骤④的离子方程式是
Fe2++2HCO3-═FeCO3↓+H2O+CO2↑
Fe2++2HCO3-═FeCO3↓+H2O+CO2↑
.
(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
防止Fe2+被氧化
防止Fe2+被氧化
.
(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100.00mL溶液,取出20.00mL溶液,用KMnO4溶液滴定(杂质与KMnO4不反应).若消耗0.1000mol?L-1 KMnO4溶液20.00mL,所得晶体中FeSO4?7H2O的质量分数为(用a表示)
13.9
a
13.9
a
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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。其生产步骤如下:

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中所用的玻璃仪器是                      。

步骤②得到硫酸亚铁晶体的操作为蒸发浓缩、                                           。

(1)步骤④的离子方程式是                                                            。

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

(1)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              。

(1)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                             。

(1)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 mol•L-1 KMnO4溶液20.00 mL,所得晶体中FeSO4·7H2O的质量分数为(用a表示)                   。

 

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