Question

【題目】利用酸解法制鈦白粉產生的廢液[含有大量和少量、]，生產鐵紅和補血劑乳酸亞鐵。其生產步驟如下：

已知：可溶于水，在水中可以電離為和水解成沉淀為可逆反應；乳酸亞鐵晶體的化學式為：。請回答：

（1）步驟①加入鐵屑的目的一是還原少量；二是使少量轉化為濾渣，用平衡移動的原理解釋得到濾渣的原因________。

（2）硫酸亞鐵在空氣中煅燒生成鐵紅和三氧化硫，該反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比為________。

（3）步驟④的離子方程式是______。

（4）步驟⑥所得溶液需隔絕空氣______、________過濾、洗滌、干燥得乳酸亞鐵晶體。該晶體存放時應____________。

Answer 1

【答案】TiOSO4+(x+1)H2OTiO2xH2O↓+H2SO4或TiO2++(x+1)H2OTiO2xH2O↓+2H+，鐵屑與H+反應，c(H+)降低，使平衡正向移動，TiOSO4轉化為TiO2xH2O濾渣 1∶4 Fe2++2HCO3-═FeCO3↓+H2O+CO2↑ 蒸發濃縮 冷卻結晶 密封保存

【解析】

由流程可知，加鐵屑時，Fe與H2SO4和少量Fe2(SO4)3反應均生成FeSO4，TiOSO4水解生成TiO2xH2O，過濾，濾渣為TiO2xH2O、Fe，濾液為FeSO4，FeSO4溶液通過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌得到硫酸亞鐵晶體，脫水、煅燒得到氧化鐵；FeSO4溶液中加碳酸氫銨溶液，發生Fe2++2HCO3-═FeCO3↓+H2O+CO2↑，過濾分離出碳酸亞鐵沉淀，再加乳酸溶解生成乳酸亞鐵溶液和二氧化碳，可知A為CO2，濾液B含硫酸銨，乳酸亞鐵溶液通過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌得到乳酸亞鐵晶體，據此分析解答。

(1)TiOSO4+(x+1)H2OTiO2xH2O↓+H2SO4或TiO2++(x+1)H2OTiO2xH2O↓+2H+，鐵屑與H+反應，c(H+)降低，使平衡正向移動，TiOSO4轉化為TiO2xH2O濾渣，因此加入鐵屑能夠使少量TiOSO4轉化為TiO2xH2O濾渣， 故答案為：TiOSO4+(x+1)H2OTiO2xH2O↓+H2SO4或TiO2++(x+1)H2OTiO2xH2O↓+2H+，鐵屑與H+反應，c(H+)降低，使平衡正向移動，TiOSO4轉化為TiO2xH2O濾渣；

(2)硫酸亞鐵在空氣中煅燒生成鐵紅和三氧化硫，4FeSO4+O2 2Fe2O3+4SO3，氧化劑是O2，還原劑是FeSO4，所以氧化劑和還原劑的物質的量之比為1∶4，故答案為：1∶4；

(3)根據上述分析，步驟④中FeSO4與碳酸氫銨溶液反應生成碳酸亞鐵沉淀、硫酸銨和二氧化碳氣體，反應的離子方程式是為Fe2++2HCO3-═FeCO3↓+H2O+CO2↑，故答案為：Fe2++2HCO3-═FeCO3↓+H2O+CO2↑；

(4)步驟⑥所得溶液需隔絕空氣、蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得乳酸亞鐵晶體，該晶體存放時應密封保存，防止被氧化，故答案為：蒸發濃縮；冷卻結晶；密封保存。