利用*解法制鈦白粉產生的廢液[含有大量的FeSO4、H2SO4和少量的Fe2（SO4）3、TiOSO4]生產鐵...

問題詳情：

利用*解法制鈦白粉產生的廢液[含有大量的FeSO4、H2SO4和少量的Fe2（SO4）3、TiOSO4]生產鐵紅和補血劑乳*亞鐵的工藝流程如圖所示：

已知:TiOSO4可溶於水，在水中可以電離為TiO2+和SO42-，TiO2+水解成TiO2·xH2O沉澱為可逆反應；乳*結構簡式為CH3CH（OH）COOH。

回答下列問題：

（1）TiOSO4中鈦元素的化合價是____________，步驟①中分離硫*亞鐵溶液和濾渣的*作是___________。

（2）濾渣的主要成分為TiO2·xH2O，結合離子方程式解釋得到濾渣的原因：________。

（3）從硫*亞鐵溶液中得到硫*亞鐵晶體的*作方法是____________________；硫*亞鐵在空氣中煅燒生成鐵紅和三氧化硫，該反應的氧化劑和還原劑的物質的量之比為______。

（4）步驟④中發生反應的離子方程式為______________________。

（5）步驟⑥必須控制一定的真空度，原因是有利於蒸發水以及____________________。

（6）實驗室中檢驗溶液B中主要陽離子的方法是______________________。

【回答】

+4    過濾    TiO2++（x+1）H2OTiO2•xH2O+2H+,鐵屑與H+反應，c（H+）降低，平衡向正反應方向移動，促使TiO2+轉化為TiO2•xH2O    蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾    1: 4    Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑    防止Fe2+被氧化    取少量溶液B於試管中，加人NaOH溶液，加熱，將濕潤的紅*石蕊試紙靠近試管口，石蕊試紙變藍，説明溶液B中含有NH4+   

【分析】

由流程圖可知，廢液中加入鐵屑，Fe與H2SO4和少量Fe2（SO4）3反應生成FeSO4，溶液的pH增大，促進TiOSO4的水解沉澱，TiOSO4完全水解生成TiO2•xH2O沉澱，過濾，濾渣為TiO2•xH2O和Fe，濾液為FeSO4溶液；FeSO4溶液通過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、乾燥得到硫*亞鐵晶體，硫*亞鐵晶體脱水、煅燒得到氧化鐵；FeSO4溶液中加碳**銨，兩者反應生成碳*亞鐵沉澱、硫*銨和二氧化碳，碳*亞鐵沉澱加乳*溶解生成乳*亞鐵溶液和二氧化碳，乳*亞鐵溶液通過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、乾燥得到乳*亞鐵晶體。

【詳解】

（1）由化合價代數和為0可知，TiOSO4中鈦元素的化合價是+4價；步驟①中分離硫*亞鐵溶液和濾渣的*作是過濾，故*為+4；過濾；

（2）TiOSO4在溶液中水解生成TiO2•xH2O，水解的離子方程式為：TiO2++（x+1）H2OTiO2•xH2O+2H+，加入鐵屑，鐵與H+反應，溶液中c（H+）降低，水解平衡向正反應方向移動，促使TiO2+轉化為TiO2•xH2O沉澱，故*為TiO2++（x+1）H2OTiO2•xH2O+2H+,鐵屑與H+反應，c（H+）降低，平衡向正反應方向移動，促使TiO2+轉化為TiO2•xH2O；

（3）FeSO4溶液通過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、乾燥得到硫*亞鐵晶體；硫*亞鐵在空氣中煅燒生成鐵紅和三氧化硫，反應的化學方程式為4FeSO4+O2  2Fe2O3

+4SO3，氧化劑是氧氣，還原劑是氧化鐵，所以氧化劑和還原劑的物質的量之比為1：4，故*為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾；1：4；

（4）步驟④為FeSO4溶液中加碳**銨，兩者反應生成碳*亞鐵沉澱、硫*銨和二氧化碳，反應的離子方程式為Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑，故*為Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑；

（5）亞鐵離子易被空氣中氧氣氧化，所以步驟⑥必須控制一定的真空度，這樣有利於蒸發水還能防止Fe2+被氧化，故*為防止Fe2+被氧化；

（6）溶液B為硫*銨溶液，實驗室檢驗銨根離子的方法是：取少量溶液B於試管中，加人NaOH溶液，加熱，將濕潤的紅*石蕊試紙靠近試管口，石蕊試紙變藍，説明溶液B中含有NH4+，故*為取少量溶液B於試管中，加人NaOH溶液，加熱，將濕潤的紅*石蕊試紙靠近試管口，石蕊試紙變藍，説明溶液B中含有NH4+。

知識點：氨 銨鹽

題型：綜合題