Question

【题目】利用钛白工业的副产品FeSO4（含TiO2+、Al3+）可以生产电池级高纯超微细草酸亚铁．其工艺流程如图：

（1）已知过滤1得到的滤渣的主要成分是Al（OH）3、H2TiO3 ， 请写出TiOSO4水解成 H2TiO3沉淀的化学方程式：；铁粉的作用有：①除去溶液中的Fe3+ ， ② ．
（2）沉淀反应的离子方程式是 ．
（3）沉淀过程的反应温度为40℃，温度不宜过高的原因除控制沉淀的粒径之外，还有 ．
（4）FeC2O4生成时，要在真空环境下进行，原因是 ．
（5）过滤2得到的滤液经蒸发浓缩、 ， 可得到副产品．

Answer 1

【答案】
（1）TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4；与溶液中的H+反应，调节pH值，使Al3+水解完全生成Al（OH）3沉淀
（2）2NH3?H2O+Fe2+=Fe（OH）2↓+2NH4+
（3）NH3?H2O和Fe（OH）2受热都易分解
（4）氢氧化亚铁易被O2氧化
（5）冷却结晶、过滤、洗涤
【解析】解：（1）反应物为TiOSO4和H2O，已知产物为H2TiO3 ， 根据原子守恒可知另一产物为硫酸，因此化学方程式为TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4；由于Fe2+被具有很强的还原性，容易被氧化为Fe3+ ， 铁粉的还原性比Fe2+强，因此可以防止Fe2+被氧化，另外Fe能与H+反应生成Fe2+ ， 降低了氢离子的浓度，调节pH值，使Al3+水解完全生成Al（OH）3 沉淀，所以答案是：TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4；与溶液中的H+反应，调节pH值，使Al3+水解完全生成Al（OH）3 沉淀；
2）一水合氨是弱碱，与亚铁离子生成氢氧化亚铁沉淀，氨水不能拆，沉淀不能拆，故离子反应方程式为：2NH3H2O+Fe2+=Fe（OH）2↓+2NH4+ ，
所以答案是：2NH3H2O+Fe2+=Fe（OH）2↓+2NH4+；
3）氨水受热易分解生成氨气和水，氢氧化亚铁也具有热不稳定性，容易分解生成氧化物和水，所以答案是：NH3H2O和Fe（OH）2受热都易分解；
4）在沉淀反应中产生的中间产物Fe（OH）2易被空气中氧气氧化，所以FeC2O4生成时，要在真空环境下进行，所以答案是：氢氧化亚铁易被O2氧化；
5）从溶液中得到晶体，需经过蒸发浓缩溶液、冷却结晶以及过滤、洗涤等操作，所以答案是：冷却结晶、过滤、洗涤．