Question

利用酸解法制鈦白粉產生的廢液[含有大量FeSO₄、H₂SO₄和少量Fe₂(SO₄)₃、TiOSO₄ ]，生產硫酸亞鐵和補血劑乳酸亞鐵。其生產步驟如下：

請回答：
（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)的化學方程式為_________
_                        ；步驟④的離子方程式為____________________________________。
（3）用平衡移動原理解釋步驟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（雜質與KMnO₄不反應）。若消耗0.1000 mol·L^－1 KMnO₄溶液20.00mL，則所得晶體中FeSO₄? 7H₂O的質量分數為（以含a的式子表示) _____________________。

Answer 1

（1）過濾（1分）；有利于水分蒸發，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⁺結合成弱酸（分解為CO₂），濃度降低，平衡向右移動，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生的廢液，生產硫酸亞鐵和補血劑乳酸亞鐵。
（1）經過步驟①得到了濾渣和硫酸亞鐵溶液可知是過濾，步驟⑥必須控制一定的真空度，原因是有于水分的蒸發，以及防止Fe²⁺被氧化；
（2）既然是水解肯定有水參與，另外已知產物有TiO₂·xH₂O，據質量守恒可分析出另一產物是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合，促使沉淀溶解平衡發生移動。
（4）根據得失電子守恒可以將方程式配平，利用化學方程式中Fe²⁺和MnO₄^－的計量關系可進行計算：FeSO₄? 7H₂O的質量分數=0.1000 mol·L^－1×0.02L×5×5×278g.mol^－1/ag=13.9/a。
考點：本題以工藝流程為基礎，考元素及化合物、化學實驗基本操作、化學方程式的書寫以及化學計算等相關知識。