Question

利用酸解法制鈦白粉產(chǎn)生的廢液[含有大量FeSO₄、H₂SO₄和少量Fe₂(SO₄)₃、TiOSO₄ ]，生產(chǎn)硫酸亞鐵和補(bǔ)血?jiǎng)┤樗醽嗚F。其生產(chǎn)步驟如下：

請(qǐng)回答：
（1）步驟①中分離操作的名稱是_______；步驟⑥必須控制一定的真空度，原因是______________
（2）廢液中的TiOSO₄在步驟①能水解生成濾渣(主要成分為TiO₂?xH₂O)的化學(xué)方程式為_(kāi)________
_                        ；步驟④的離子方程式為_(kāi)___________________________________。
（3）用平衡移動(dòng)原理解釋步驟⑤中加乳酸能得到乳酸亞鐵的原因______________________________。
（4）配平酸性高錳酸鉀溶液與硫酸亞鐵溶液反應(yīng)的離子方程式：
_____ Fe²⁺ + _____ MnO₄^－ + _____ H⁺ = _____Fe³⁺ +_____ Mn²⁺ +_____
取步驟②所得晶體樣品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(zhì)與KMnO₄不反應(yīng)）。若消耗0.1000 mol·L^－1 KMnO₄溶液20.00mL，則所得晶體中FeSO₄? 7H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（以含a的式子表示) _____________________。

Answer 1

（1）過(guò)濾（1分）；有利于水分蒸發(fā)，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)+ CO₃^2-(aq)   CO₃^2-與乳酸電離出的H⁺結(jié)合成弱酸（分解為CO₂），濃度降低，平衡向右移動(dòng)，使碳酸亞鐵溶解得到乳酸亞鐵溶液（2分）
（4）5、1、8、5、1、4H₂O （2分）    13.9/a（3分）

解析試題分析：本題利用酸解法制鈦白粉產(chǎn)生的廢液，生產(chǎn)硫酸亞鐵和補(bǔ)血?jiǎng)┤樗醽嗚F。
（1）經(jīng)過(guò)步驟①得到了濾渣和硫酸亞鐵溶液可知是過(guò)濾，步驟⑥必須控制一定的真空度，原因是有于水分的蒸發(fā)，以及防止Fe²⁺被氧化；
（2）既然是水解肯定有水參與，另外已知產(chǎn)物有TiO₂·xH₂O，據(jù)質(zhì)量守恒可分析出另一產(chǎn)物是H₂SO₄，從而得出水解方程式；
（3）首先碳酸鐵存在沉淀溶解平衡，然后乳酸電離出的氫離子與碳酸根結(jié)合，促使沉淀溶解平衡發(fā)生移動(dòng)。
（4）根據(jù)得失電子守恒可以將方程式配平，利用化學(xué)方程式中Fe²⁺和MnO₄^－的計(jì)量關(guān)系可進(jìn)行計(jì)算：FeSO₄? 7H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=0.1000 mol·L^－1×0.02L×5×5×278g.mol^－1/ag=13.9/a。
考點(diǎn)：本題以工藝流程為基礎(chǔ)，考元素及化合物、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、化學(xué)方程式的書(shū)寫以及化學(xué)計(jì)算等相關(guān)知識(shí)。