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

（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)+ CO₃^2-(aq)   CO₃^2-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。