Question

（16分）利用鈦白工業的副產品FeSO₄（含TiO²⁺、Al³⁺）可以生產電池級高純超微細草酸亞鐵。其工藝流程如下：

（1）檢驗FeSO₄是否已有部分氧化的方法是                                           。
（2）已知過濾1得到的濾渣的主要成分是Al(OH)₃、H₂TiO₃。請補充化學方程式：
TiOSO₄ +    ＝H₂SO₄ + H₂TiO₃↓；鐵粉的作用有：①除去溶液中的Fe³⁺，②           。
（3）沉淀反應的離子方程式是                                                      。
（4）沉淀過程的反應溫度為40℃，溫度不宜過高的原因除了控制沉淀的粒徑外，還有       。FeC₂O₄生成后，為提高產品純度，還需調節溶液pH＝2，若pH過低，則導致FeC₂O₄的產率______（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。
（5）過濾2得到的濾液經蒸發濃縮、       、洗滌可得到副產品，該物質可用作             (寫出一種用途)。

Answer 1

(16分，每空2分）（1）取少量副產品于試管中，加適量蒸餾水溶解，滴加1～2滴KSCN溶液，若溶液顯紅色，表明已有部分氧化。（若不全給1分）
（2）2H₂O（能寫出H₂O 給1分） 與溶液中的H⁺反應，使Al³⁺水解完全生成Al(OH)₃沉淀
（3）2NH₃?H₂O + Fe²⁺ ＝Fe(OH)₂↓+2NH₄⁺（配平錯誤或漏沉淀符號扣1分）
（4）NH₃?H₂O和Fe(OH)₂受熱都易分解；偏低  （5）冷卻結晶、過濾；化肥

試題分析：（1）亞鐵離子被氧化生成鐵離子，可以通過檢驗鐵離子驗證是否被氧化，所以檢驗FeSO₄是否已有部分氧化的方法是取少量副產品于試管中，加適量蒸餾水溶解，滴加1～2滴KSCN溶液，若溶液顯紅色，表明已有部分氧化。
（2）根據反應前后原子守恒可知，還缺少2分子水；由于溶液顯酸性，而濾渣中含有氫氧化鋁，因此要得到氫氧化鋁必須降低溶液的酸性，所以鐵的另一作用是與溶液中的H⁺反應，使Al³⁺水解完全生成Al(OH)₃沉淀。
（3）濾液中的亞鐵離子與氨水作用生成氫氧化亞鐵沉淀，反應的離子方程式為2NH₃?H₂O + Fe²⁺ ＝Fe(OH)₂↓+2NH₄⁺。
（4）若溫度過高則NH₃?H₂O和Fe(OH)₂受熱都易分解；若pH過低，則導致FeC₂O₄部分溶解，從而導致產率偏低；
（5）過濾2得到的濾液經蒸發濃縮、冷卻結晶、洗滌可得到副產品硫酸銨，該物質可用作化肥。