Question

（16分）

某工廠對(duì)工業(yè)生產(chǎn)鈦白粉產(chǎn)生的廢液進(jìn)行綜合利用，廢液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2（SO4）3、TiOSO4，可用于生產(chǎn)顏料鐵紅和補(bǔ)血?jiǎng)┤樗醽嗚F。其生產(chǎn)工藝流程如下：

已知：①TiOSO4可溶于水，在水中可以電離為Ti02+和SO4：

②TiOSO4水解的反應(yīng)為：

請(qǐng)回答：

（1）步驟①所得濾渣的主要成分為______________________________。

（2）步驟③硫酸亞鐵在空氣中煅燒生成鐵紅和三氧化硫，該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為__________________。

（3）步驟④需控制反應(yīng)溫度低于35℃，其目的是___________________。

（4）步驟④反應(yīng)的離子方程式是__________________________________。

（5）已知：，試用平衡移動(dòng)原理解釋步驟⑤生成乳酸亞鐵的原因_________________________________________________________。

（6）溶液B常被用于電解生產(chǎn)（NH4）2S208（過二硫酸銨）。電解時(shí)均用惰性電極，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)可表示為_____________________________________。

（7）Fe3+對(duì)H2O2的分解具有催化作用。利用下圖（a）和（b）中的信息，按圖（c）裝置（連通的A、B瓶中已充有NO2氣體）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)�？捎^察到B瓶中氣體顏色比A瓶中的_________（填“深”或“淺”），其原因是_________________________________。

Answer 1

（16分）

（1）TiO2?xH2O、Fe（2分）

（2）1:4 （2分）

（3）防止NH4HCO3分解（或減少Fe2＋的水解）（2分）

（4）Fe2+ + 2HCO3一 == FeCO3 ↓+ H2O + CO2↑（2分）

（5）乳酸（電離出的H+）與CO32一反應(yīng)，降低了CO32一的濃度，使上述沉淀溶解平衡正向移動(dòng)，使碳酸亞鐵溶解得到乳酸亞鐵溶液（2分）

（6）2SO42－－2e－==S2O82－（2分）

（7）①深（2分）

②H2O2分解放熱，使平衡2NO2N2O4向生成NO2方向移動(dòng)（2分）

【解析】

試題分析：（1）廢液中大量H2SO4和少量Fe2（SO4）3與過量Fe反應(yīng)生成硫酸亞鐵，TiOSO4水解的反應(yīng)為：TiOSO4+(x+1) H2O =TiO2·xH2O↓+H2 SO4，所以濾渣A的成分是TiO2?xH2O、Fe；

（2）硫酸亞鐵在空氣中煅燒生成鐵紅和三氧化硫，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是4FeSO4+O22Fe2O3+4SO3，在該反應(yīng)中氧化劑是氧氣，還原劑是硫酸亞鐵，所以氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是1:4；

（3）步驟④中加入碳酸氫銨，使亞鐵離子沉淀，若溫度太高則碳酸氫銨易分解，所以需控制反應(yīng)溫度低于35℃；

（4）根據(jù)流程圖可知，碳酸氫銨與硫酸亞鐵反應(yīng)生成碳酸亞鐵沉淀和二氧化碳?xì)怏w、水及硫酸銨，所以離子方程式是Fe2+ + 2HCO3一 == FeCO3 ↓+ H2O + CO2↑；

（5）步驟⑤中加入乳酸，與碳酸根離子反應(yīng)生成二氧化碳和水，使碳酸亞鐵的溶解平衡正向移動(dòng)，所以碳酸亞鐵逐漸轉(zhuǎn)化為乳酸亞鐵溶液，

（6）溶液B是硫酸銨溶液，常被用于電解生產(chǎn)（NH4）2S208（過二硫酸銨），電解時(shí)陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，元素的化合價(jià)升高，根據(jù)化學(xué)式中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0的原則偏大（NH4）2S208中S元素的化合價(jià)平均為+7價(jià)，則S元素的化合價(jià)從+6價(jià)升高到+7價(jià)，所以陽極是硫酸根離子失去電子，生成（NH4）2S208，電極反應(yīng)式是2SO42－－2e－==S2O82－；

（7）由a圖可知，過氧化氫分解為水和氧氣的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以B瓶的溫度高于A瓶；由b圖可知，二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向生成二氧化氮的方向移動(dòng)，所以B瓶的顏色比A瓶深。

考點(diǎn)：考查對(duì)工藝流程的分析判斷，氧化還原反應(yīng)的分析，電化學(xué)反應(yīng)原理的應(yīng)用，化學(xué)平衡的移動(dòng)