Question

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) _____________________。

Answer

（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。