Question

某研究小組利用工業生產鈦白粉產生的廢液(含有大量的Fe^2＋、H^＋、SO₄^2—和少量的Fe^3＋、TiO^2＋)生產乳酸亞鐵，其工藝流程如下：

(1)反應Ⅰ中，鐵屑與TiO^2＋反應的離子方程式為2TiO^2＋＋Fe＋4H^＋??2Ti^3＋＋Fe^2＋＋2H₂O，該反應的平衡常數表達式為K＝________。
(2)反應Ⅱ需控制反應溫度低于35 ℃，其目的是________________，該反應的化學方程式是________________。檢驗溶液A中是否含Fe^2＋的實驗操作方法是_________________________________________________________。
(3)已知：FeCO₃(s)??Fe^2＋(aq)＋CO₃^2—(aq)，試用平衡移動原理解釋反應Ⅲ中生成乳酸亞鐵的原因______________________________________________。
(4)結晶過程必須控制在一定的真空度條件下進行，原因是_______________________________________________________。

Answer 1

　(1)
(2)防止NH₄HCO₃分解(或減少Fe^2＋的水解)
FeSO₄＋2NH₄HCO₃=FeCO₃↓＋H₂O＋CO₂↑＋(NH₄)₂SO₄　取少量溶液A于試管中，滴入KSCN溶液，無明顯現象，再滴入氯水或H₂O₂，溶液呈血紅色，證明有Fe^2＋，反之，不含有Fe^2＋
(3)CO₃^2—與乳酸反應，其濃度降低，使平衡向右移動，碳酸亞鐵溶解得到乳酸亞鐵
(4)有利于水的蒸發、防止Fe^2＋被氧化

　(1)由反應關系可寫出反應2TiO^2＋＋Fe＋4H^＋2Ti^3＋＋Fe^2＋＋2H₂O的平衡常數表達式為。(2)反應Ⅱ需要控制反應溫度低于35 ℃的目的是防止碳酸氫銨分解，減少Fe^2＋的水解，由反應物和主要產物可寫出反應Ⅱ的化學方程式為FeSO₄＋2NH₄HCO₃=FeCO₃↓＋CO₂↑＋(NH₄)₂SO₄＋H₂O；檢驗溶液中是否有Fe^2＋可以先加硫氰化物溶液，然后加合適的氧化劑，看溶液是否變為血紅色。(3)碳酸亞鐵溶液中存在沉淀溶解平衡，其中的CO₃^2—和乳酸反應，使碳酸亞鐵的溶解平衡向溶解方向移動，生成乳酸亞鐵。(4)由于Fe^2＋易被氧化，真空可以防止Fe^2＋被氧化，同時有利于水分蒸發有利于晶體結晶。