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    某工厂对工业生产钛白粉产生的废液进行综合利用，废液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2（SO4）3、TiOSO4，可用于生产颜料铁红和补血剂乳酸亚铁．其生产工艺流程如下：

    已知：①TiOSO4可溶于水，在水中可以电离为TiO2+和SO42-；
    ②TiOSO4水解的反应为：TiOSO4+（x+1）H2O→TiO2?xH2O↓+H2SO4．
    请回答：
    （1）步骤①所得滤渣的主要成分为
     
    ，分离硫酸亚铁溶液和滤渣的操作中所用的玻璃仪器是
     
    ；步骤②中得到硫酸亚铁晶体的操作为蒸发浓缩、
     
    ．
    （2）步骤③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）已知：FeCO3（S）?Fe2+（aq）+CO32-（aq），试用平衡移动原理解释步骤⑤生成乳酸亚铁的原因
     
    ．
    （5）实验室中常用KMnO4滴定法测定晶体中FeSO4?7H2O的质量分数，取步骤②中所得FeSO4?7H2O晶体样品a g，配成500.00mL溶液，取出25.00mL溶液，用KMnO4溶液滴定（杂质与KMnO4不反应）．若消耗0.1000mol?L-1 KMnO4溶液25.00mL，所得晶体中FeSO4?7H2O的质量分数为（用a表示）
     
    ．
    考点：制备实验方案的设计,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
    专题：实验设计题
    分析：废液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2（SO4）3、TiOSO4，加铁屑，Fe与H2SO4和少量Fe2（SO4）3反应生成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溶液中加碳酸氢铵碳酸亚铁沉淀、硫酸铵和二氧化碳，碳酸亚铁沉淀加乳酸溶解生成乳酸亚铁溶液和二氧化碳，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；
    （1）根据以上分析判断；实现固体和液体的分离用过滤的方法，过滤操作使用的仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗；步骤②是从溶液中得到硫酸亚铁晶体，操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤等操作；
    （2）根据氧化还原方程式并结合概念确定氧化剂和还原剂，进而确定物质的量之比；
    （3）由流程图可知，硫酸亚铁与碳酸氢铵反应是碳酸亚铁，还生成气体为二氧化碳，溶液B为硫酸铵溶液；
    （4）根据沉淀溶解平衡的移动以及碳酸根离子乳酸之间反应的原理来回答；
    （6）亚铁离子会被高锰酸钾氧化为三价铁离子，本身被还原为+2价的锰离子，根据电子守恒，则 5 FeSO4?7H2O～KMnO4，令FeSO4?7H2O的质量分数为x，根据关系式列方程计算．
    解答： 解：废液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2（SO4）3、TiOSO4，加铁屑，Fe与H2SO4和少量Fe2（SO4）3反应生成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溶液中加碳酸氢铵碳酸亚铁沉淀、硫酸铵和二氧化碳，碳酸亚铁沉淀加乳酸溶解生成乳酸亚铁溶液和二氧化碳，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；
    （1）由流程分析可知，步骤①所得滤渣的主要成分为TiO2?xH2O、Fe；实现固体和液体的分离用过滤的方法，过滤操作使用的仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗；
    步骤②是从溶液中得到硫酸亚铁晶体，操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤等操作；
    故答案为：TiO2?xH2O、Fe；玻璃棒、烧杯、漏斗；冷却结晶、过滤洗涤；
    （2）硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫的方程式为：4FeSO4+O2
     高温 
    .
     
    2Fe2O3+4SO3，氧化剂是氧气，还原剂是氧化铁，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）由流程图可知，硫酸亚铁与碳酸氢铵反应是碳酸亚铁，还生成气体为二氧化碳，溶液B为硫酸铵溶液，反应离子方程式为：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑，
    故答案为：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑；
    （4）碳酸亚铁的沉淀存在溶解平衡：FeCO3（s）?Fe2+（aq）+CO32-（aq），加入乳酸，这样CO32-与乳酸反应浓度降低，平衡向右移动，使碳酸亚铁溶解得到乳酸亚铁溶液，
    故答案为：FeCO3（s）?Fe2+（aq）+CO32-（aq），CO32-与乳酸反应浓度降低，平衡向右移动，使碳酸亚铁溶解得到乳酸亚铁溶液；
    （6）令FeSO4?7H2O的质量分数为x，亚铁离子会被高锰酸钾氧化为三价铁离子，本身被还原为+2价的锰离子，根据电子守恒，则
    5 FeSO4?7H2O～KMnO4，
    5×278g              1mol
    ag×x×
    25
    500
          0.1000mol/L×0.025L
    所以
    5×278g
    ag×x×
    25
    500
    g
    =
    1mol
    0.1000mol/L×0.025L

    解得x=
    69.5
    a
    ，
    故答案为：
    69.5
    a
    ．
    点评：本题是化学工艺流程题目，是一道金属元素的单质以及化合物性质的综合应用题目，涉及对原理的理解、实验条件下的选择与控制、物质的分离提纯、氧化还原反应、平衡移动原理、滴定计算等，考查学生分析和解决问题的能力，难度中等．
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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：

    A～I九种有机物有如下转化关系：

    已知：（1）
    （2）I的结构是
    （3）CH2=CHCH3+Cl2
    500～600℃
    CH2=CHCH2Cl+HCl
    回答下列问题：
    （1）写出下列物质的结构简式：C
     
    ；C中的官能团名称
     
    ．
    （2）由G生成F的有机反应为
     
    ．
    （3）写出实现下列转化反应的化学方程式D→A反应的化学方程式
     
    ．
    （4）F→E反应的化学方程式
     
    ．
    （5）化合物C的同分异构体甚多，写出满足下列条件的所有芳香族同分异构体的结构简式
     
    、
     
    ．
    ①属于对位二取代苯 
    ②能发生银镜反应 
    ③在NaOH溶液中可发生水解反应．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    某药物G的合成路线如图所示，已知一元醇A中氧的质量分数约为26.7%．请回答下列问题：

    （1）A的分子式为
     
    ；E的结构简式为
     
    ．
    （2）上述①～⑥步中，属于氧化反应的是
     
    （填序号）；B中所含官能团的名称为
     
    ．
    （3）写出下列反应的化学方程式：
    ①E→F：
     
    ；
    ②D+F→G：
     
    ．
    （4）G所有同分异构体中，同时符合下列条件的有2种，写出他们的结构简式：
     
    、
     
    ．
    a．属于芳香酯  b．只有一个取代基  C 分子中只含一个甲基  D 能发生银镜反应．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    下表列出了常见的烟气脱硝的三种方法
    编号  名称原理
    方法一尿素法在温度70-95℃时，尿素溶液吸收NO、NO2，将其转化为N2
    方法二选择性催化还原（ SCR）法以NH3等作为还原剂，将烟气中的NOx还原生成N2和H2O
    方法三电学法以连二亚硫酸盐为氧化还原中介剂，将NOx还原为N2和N2O，连二亚硫酸盐被氧化成SO32-，经电化学还原而重复使用．采用内电池模式将SO2氧化为硫酸，在外电池模式时，电池可再生
    （1）尿素[CO（NH2）2]与NO、NO2三者等物质的量反应的化学方程式为
     
    ．
    （2）已知：N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.6kJ?mol-1
    N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92.4kJ?mol-1
    2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ?mol-1
    则4NO（g）+4NH3（g）+O2（g）═4N2（g）+6H2O（g）△H=
     
    kJ?mol-1．
    （3）氨气与氮的氧化物的物质的量之比对脱硝率影响如图1，从图中知，则适宜的温度是
     
    ．

    （4）二氧化铅一连二亚硫酸盐工艺是德国化学设备协会开发的典型电化学应法脱硫脱硝I艺，其工艺流程见图2．在电池模式时，二氧化硫被吸收的电极反应式为
     
    ．
    （5）将等体积、等物质的量浓度的醋酸钠溶液和硫酸氢钠溶液混合，反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为
     
    ；
    （6）常温下，向一定体积的0.1mol?L一1的氢氧化钡溶液中加入一定体积0.1mol/L的盐酸后，溶液的pH=12，反应后溶液的总体积等于原来两种溶液体积之和，则氢氧化钡溶液与盐酸的体积比是
     
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    烃A可以发生下列过程所示的变化：

    （1）反应①的化学方程式
     
    ．
    （2）反应②的化学方程式
     
    ．
    （3）反应③的化学方程式是
     
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    亚硫酸盐是一种常见食品添加剂．为检验某食品中亚硫酸盐含量（通常1kg样品中含SO2的质量计），某研究小组设计了如下两种实验流程：

    回答下列问题
    （1）气体A的主要成分是
     
    ，为防止煮沸时发生暴沸，必须先向烧瓶中加入
     
    ；通入N2的目的是
     
    ．
    （2）写出甲方案第①步反应的离子方程式：
     
    ．
    （3）甲方案第②步滴定前俯视读数，滴定后仰视读数实验测定的结果
     
    （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
    （4）若用盐酸代替稀硫酸处理样品，则按乙方案实验测定的结果
     
    （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
    （5）若取样品wg，按乙方案测得消耗0.01000mol?L-1I2溶液VmL，则1kg样品中含SO2的质量是
     
    g（用含w、V的代数式表示）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    黄铁矿（主要成分为FeS2）是一种十分重要的矿物，曾是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料．某化学学习小组对黄铁矿石进行如下实验探究．

    【实验一】测定硫元素的含量．
    Ⅰ．将m1 g该黄铁矿样品放入如图1所示装置（夹持和加热装置省略）的石英管中，从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全．石英管中发生反应的化学方程式为：
    4FeS2+11O2
     高温 
    .
     
    2Fe2O3+8SO2
    Ⅱ．反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如图2所示处理．（提示：H2O2可以氧化亚硫酸钠溶液）
    【实验二】测定铁元素的含量．
    Ⅲ．测定铁元素的含量的实验步骤如图3所示．MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
    问题讨论：
    （1）上述装置中，仅考虑硫元素含量测定准确性，甲瓶内所盛试剂是
     
    溶液．
    （2）II中除了可以用H2O2溶液作为氧化剂，还可以加入
     
    （填序号）．
    ①氯水      ②浓H2SO4     ③HNO3      ④Fe2（SO4）3
    （3）该黄铁矿中硫元素的质量分数为
     
    ．
    （4）写出用稀硫酸溶解石英管中固体物的主要反应的离子方程式
     
    ．
    III的步骤②中，若选用铁粉作还原剂，你认为合理吗？并说明理由．
     
    （填“合理“或”不合理“）、理由：
     
    （如合理，则此空不填）．
    （5）若要测定铁元素的含量，则步骤III中还需要测定的数据有
     
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    “套管实验”是将一支较小的玻璃仪器装入另一支玻璃仪器中，经组装来完成原来需要较多仪器进行的实验．因其具有许多优点，已被广泛地应用于化学实验．如图三组实验均为“套管实验”，通过观察、分析，回答下列问题：

    （1）甲图是对课本有关Na2O2某一性质的两个实验的改进．将甲图胶头滴管中的水滴到小试管里，然后在导管口A处进行适当的操作，便可完成实验．
    ①在A处进行操作的目的是
     
    ．
    ②根据观察到的现象可以得出两个结论：一是：Na2O2与H2O反应有O2生成；二是：
     
    ．
    ③写出该反应的化学方程式
     
    ．
    （2）乙图中，当小试管里的铜片和浓硝酸接触后，能观察到铜片与浓硝酸剧烈反应，铜片溶解，放出红棕色气体，随后气体的颜色逐渐变浅，小试管中溶液变蓝以及
     
    等现象．乙中发生反应的离子方程式是
     
    ．
    （3）用丙图中的装置（铁架台、药匙等辅助用品忽略）可以制备和收集满一瓶喷泉实验用的氨气．根据图中的装置需要选用的用品是（填字母）
     
    ．
    A、氯化铵固体         B、氧化钙               C、浓氨水
    D、浓硫酸             E、湿润的红色石蕊试纸
    （4）通过上述三组实验得知，套管实验中“外管”所起的作用通常有：封闭气体、便于观察气体的颜色、收集气体等，其中还有一个重要的作用是
     
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    甲、乙、丙、丁为前三周期元素形成的微粒，它们的电子总数相等．已知甲、乙、丙为双原子分子或负二价双原子阴离子，丁为原子．
    （1）丙与钙离子组成的离子化合物跟水反应产生一种可燃性气体，反应的化学方程式是：
     
    ．
    （2）乙在高温时是一种还原剂，请用化学方程式表示它在工业上的一种重要用途：
     
    ．
    （3）甲的结构式是：
     
    ，在一定条件下，甲与O2反应的化学方程式是
     
    ．
    （4）丁的氧化物属于
     
    （填“原子”、“离子”、“分子”）晶体．

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