Question

利用酸解法處理制鈦?zhàn)苑酆螽a(chǎn)生的廢液含有大量FeSO₄、H₂SO₄和少量Fe₂（SO₄）₃、TiOSO₄，并用于生產(chǎn)補(bǔ)血?jiǎng)┤樗醽嗚F．其生產(chǎn)步驟如下：

已知：TiOSO₄可溶于水，在水中可以完全電離為TiO²⁺和SO₄^2-．
請(qǐng)回答；
（1）步驟①中分離硫酸亞鐵溶液和濾渣的操作是

 

．
（2）濾渣的成分之一為TiO₂?xH₂O，寫出TiOSO₄水解生成TiO₂?xH₂O的離子方程式

 

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（3）步驟②的離子方程式是

 

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（4）用平衡移動(dòng)原理解釋步驟③中加乳酸能得到乳酸亞鐵的原因

 

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（5）步驟④必須控制一定的真空度，原因是有利于蒸發(fā)水以及

 

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Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：根據(jù)圖示流程可知，廢液中加入鐵屑生成硫酸亞鐵溶液和濾渣，硫酸亞鐵溶液與碳酸氫銨溶液反應(yīng)生成碳酸亞鐵沉淀：Fe²⁺+2HCO₃^-═FeCO₃↓+H₂O+CO₂↑，碳酸亞鐵與乳酸反應(yīng)生成乳酸亞鐵，通過結(jié)晶乳酸亞鐵溶液獲得乳酸亞鐵晶體，
（1）實(shí)現(xiàn)固體和液體的分離需要通過過濾操作完成；
（2）根據(jù)水解原理：鹽+水=酸+堿，結(jié)合水解產(chǎn)物是TiO₂?xH₂O來(lái)書寫；
（3）亞鐵離子可以和碳酸氫根離子之間反應(yīng)生成碳酸亞鐵沉淀；
（4）根據(jù)沉淀溶解平衡的移動(dòng)以及碳酸根離子乳酸之間反應(yīng)的原理來(lái)回答；
（5）根據(jù)亞鐵離子易被氧氣氧化的角度分析．

解答： 解：生產(chǎn)補(bǔ)血?jiǎng)┤樗醽嗚F流程為：廢液中加入鐵屑生成硫酸亞鐵溶液和濾渣，硫酸亞鐵溶液與碳酸氫銨溶液反應(yīng)生成碳酸亞鐵沉淀：Fe²⁺+2HCO₃^-═FeCO₃↓+H₂O+CO₂↑，碳酸亞鐵與乳酸反應(yīng)生成乳酸亞鐵，通過結(jié)晶乳酸亞鐵溶液獲得乳酸亞鐵晶體，
（1）分離硫酸亞鐵溶液和濾渣的操作是過濾，故答案為：過濾； 
（2）TiOSO₄水解生成TiO₂?xH₂O和硫酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiOSO₄+（x+1）H₂O═TiO₂?xH₂O↓+H₂SO₄，
故答案為：TiOSO₄+（x+1）H₂O═TiO₂?xH₂O↓+H₂SO₄；
（3）步驟②中亞鐵離子與碳酸氫根離子發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鐵沉淀、二氧化碳?xì)怏w和水，反應(yīng)的離子方程式為：Fe²⁺+2HCO₃^-═FeCO₃↓+H₂O+CO₂↑，
故答案為：Fe²⁺+2HCO₃^-═FeCO₃↓+H₂O+CO₂↑；
（4）根據(jù)碳酸鐵的沉淀溶解平衡原理：FeCO₃（s）?Fe²⁺（aq）+CO₃^2-（aq），加入乳酸，這樣CO₃^2-與乳酸反應(yīng)濃度降低，平衡向右移動(dòng)，使碳酸亞鐵溶解得到乳酸亞鐵溶液，
故答案為：FeCO₃（s）?Fe²⁺（aq）+CO₃^2-（aq），CO₃^2-與乳酸反應(yīng)濃度降低，平衡向右移動(dòng)，使碳酸亞鐵溶解得到乳酸亞鐵溶液；
（5）亞鐵離子易被氧氣氧化，所以步驟⑥必須控制一定的真空度，這樣有利于蒸發(fā)水還能防止Fe²⁺被氧化，故答案為：防止Fe²⁺被氧化．

點(diǎn)評(píng)：本題是化學(xué)工藝流程題目，是一道金屬元素的單質(zhì)以及化合物性質(zhì)的綜合應(yīng)用題目，題目難度中等，涉及對(duì)原理的理解、實(shí)驗(yàn)條件下的選擇與控制、物質(zhì)的分離提純、氧化還原反應(yīng)、平衡移動(dòng)原理等知識(shí)，側(cè)重考查了學(xué)生分析和解決問題的能力．