Question

利用酸解法制钛白粉产生的废液[含有大量和少量、]，生产铁红和补血剂乳酸亚铁。其生产步骤如下：

已知：可溶于水，在水中可以电离为和水解成沉淀为可逆反应；乳酸亚铁晶体的化学式为：。请回答：

（1）步骤①加入铁屑的目的一是还原少量；二是使少量转化为滤渣，用平衡移动的原理解释得到滤渣的原因________。

（2）硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。

（3）步骤④的离子方程式是______。

（4）步骤⑥所得溶液需隔绝空气______、________过滤、洗涤、干燥得乳酸亚铁晶体。该晶体存放时应____________。

Answer

TiOSO4+(x+1)H2O⇌TiO2 •xH2O↓+H2SO4或TiO2++(x+1)H2O⇌TiO2 •xH2O↓+2H+，铁屑与H+反应，c(H+)降低，使平衡正向移动，TiOSO4转化为TiO2•xH2O滤渣 1∶4 Fe2++2HCO3-═FeCO3↓+H2O+CO2↑ 蒸发浓缩 冷却结晶 密封保存

【解析】

由流程可知，加铁屑时，Fe与H2SO4和少量Fe2(SO4)3反应均生成FeSO4，TiOSO4水解生成TiO2•xH2O，过滤，滤渣为TiO2•xH2O、Fe，滤液为FeSO4，FeSO4溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到硫酸亚铁晶体，脱水、煅烧得到氧化铁；FeSO4溶液中加碳酸氢铵溶液，发生Fe2++2HCO3-═FeCO3↓+H2O+CO2↑，过滤分离出碳酸亚铁沉淀，再加乳酸溶解生成乳酸亚铁溶液和二氧化碳，可知A为CO2，滤液B含硫酸铵，乳酸亚铁溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到乳酸亚铁晶体，据此分析解答。

(1)TiOSO4+(x+1)H2O⇌TiO2 •xH2O↓+H2SO4或TiO2++(x+1)H2O⇌TiO2 •xH2O↓+2H+，铁屑与H+反应，c(H+)降低，使平衡正向移动，TiOSO4转化为TiO2•xH2O滤渣，因此加入铁屑能够使少量TiOSO4转化为TiO2•xH2O滤渣， 故答案为：TiOSO4+(x+1)H2O⇌TiO2 •xH2O↓+H2SO4或TiO2++(x+1)H2O⇌TiO2 •xH2O↓+2H+，铁屑与H+反应，c(H+)降低，使平衡正向移动，TiOSO4转化为TiO2•xH2O滤渣；

(2)硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫，4FeSO4+O2 2Fe2O3+4SO3，氧化剂是O2，还原剂是FeSO4，所以氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶4，故答案为：1∶4；

(3)根据上述分析，步骤④中FeSO4与碳酸氢铵溶液反应生成碳酸亚铁沉淀、硫酸铵和二氧化碳气体，反应的离子方程式是为Fe2++2HCO3-═FeCO3↓+H2O+CO2↑，故答案为：Fe2++2HCO3-═FeCO3↓+H2O+CO2↑；

(4)步骤⑥所得溶液需隔绝空气、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得乳酸亚铁晶体，该晶体存放时应密封保存，防止被氧化，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；密封保存。