5.利用酸解法制鈦白粉產(chǎn)生的廢液[含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO43、TiOSO4],生產(chǎn)鐵紅和補(bǔ)血?jiǎng)┤樗醽嗚F.其生產(chǎn)步驟如圖:

已知:TiOSO4可溶于水,在水中可以電離為T(mén)iO2+和SO42-
請(qǐng)回答:
(1)步驟①中分離硫酸亞鐵溶液和濾渣的操作是過(guò)濾
(2)濾渣的主要成分為T(mén)iO2•xH2O,寫(xiě)出TiOSO4水解生成TiO2•xH2O的化學(xué)方程式TiOSO4+(x+1)H2O═TiO2•xH2O↓+H2SO4
(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1:4
(4)用平衡移動(dòng)的原理解釋步驟⑤中加乳酸能得到乳酸亞鐵的原因FeCO3(s)?Fe2+(aq)+CO32-(aq),CO32-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)步驟④的離子方程式是Fe2++2HCO3-═FeCO3↓+H2O+CO2
(6)步驟⑥必須控制一定的真空度,原因是有利于蒸發(fā)水以及防止Fe2+被氧化
(7)為測(cè)定步驟②中所得晶體中FeSO4•7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù),取晶體樣品a g,溶于稀硫酸配成100.00mL溶液,取出20.00mL溶液,用KMnO4溶液滴定(雜質(zhì)與KMnO4不反應(yīng)).若消耗0.1000mol•L-1 KMnO4溶液20.00mL,所得晶體中FeSO4•7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{13.9}{a}$(用a表示)

分析 廢液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO43、TiOSO4,加鐵屑,F(xiàn)e與H2SO4和少量Fe2(SO43反應(yīng)生成FeSO4,TiOSO4水解生成TiO2•xH2O,過(guò)濾,濾渣為T(mén)iO2•xH2O、Fe,濾液為FeSO4,F(xiàn)eSO4溶液通過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌得到硫酸亞鐵晶體,脫水、煅燒得到氧化鐵;FeSO4溶液中加碳酸氫銨碳酸亞鐵沉淀、硫酸銨和二氧化碳,碳酸亞鐵沉淀加乳酸溶解生成乳酸亞鐵溶液和二氧化碳,乳酸亞鐵溶液通過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌得到乳酸亞鐵晶體,
(1)實(shí)現(xiàn)固體和液體的分離用過(guò)濾的方法;
(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(shū)寫(xiě);
(3)根據(jù)氧化還原方程式并結(jié)合概念確定氧化劑和還原劑,進(jìn)而確定物質(zhì)的量之比;
(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)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;
(6)亞鐵離子易被氧氣氧化;
(7)根據(jù)元素守恒和電子守恒計(jì)算FeSO4•7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù).

解答 解:(1)分離硫酸亞鐵溶液和濾渣的操作是過(guò)濾,故答案為:過(guò)濾;
(2)TiOSO4水解生成TiO2•xH2O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)硫酸亞鐵在空氣中煅燒生成鐵紅和三氧化硫的方程式為:4FeSO4+O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe2O3+4SO3,氧化劑是氧氣,還原劑是氧化鐵,所以氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1:4,
故答案為:1:4;
(4)根據(jù)碳酸鐵的沉淀溶解平衡原理:FeCO3(s)?Fe2+(aq)+CO32-(aq),加入乳酸,這樣CO32-與乳酸反應(yīng)濃度降低,平衡向右移動(dòng),使碳酸亞鐵溶解得到乳酸亞鐵溶液,
故答案為:FeCO3(s)?Fe2+(aq)+CO32-(aq),CO32-與乳酸反應(yīng)濃度降低,平衡向右移動(dòng),使碳酸亞鐵溶解得到乳酸亞鐵溶液;
(5)步驟④的離子方程式是Fe2++2HCO3-═FeCO3↓+H2O+CO2↑,
故答案為:Fe2++2HCO3-═FeCO3↓+H2O+CO2↑;
(6)亞鐵離子易被氧氣氧化,所以步驟⑥必須控制一定的真空度,這樣有利于蒸發(fā)水還能防止Fe2+被氧化,故答案為:防止Fe2+被氧化;
(7)亞鐵離子會(huì)被高錳酸鉀氧化為三價(jià)鐵離子,本身被還原為+2價(jià)的錳離子,根據(jù)電子守恒,即5FeSO4•7H2O~KMnO4,根據(jù)消耗0.1000mol•L-1 KMnO4溶液20.00mL,所以晶體中FeSO4•7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.1000mol/L×0.02L×5×5×278g/mol}{a}$×100%=$\frac{13.9}{a}$,故答案為:$\frac{13.9}{a}$.

點(diǎn)評(píng) 考查分離提純的操作簡(jiǎn)單;水解離子方程式的書(shū)寫(xiě)要用到題中所給信息;陌生離子方程式的書(shū)寫(xiě)要從化工工藝流程中獲取有用信息,對(duì)學(xué)生的要求較高;對(duì)氧化還原反應(yīng)的考查較多,特別是定量計(jì)算,尋找關(guān)系式,都要用到得失電子守恒,化合價(jià)升降總數(shù)相等的知識(shí),氧化還原反應(yīng)的滴定是一個(gè)難點(diǎn).平衡移動(dòng)的知識(shí)考查了溶解平衡的知識(shí),難度適中.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(1)工業(yè)上將氯氣通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂粉精,化學(xué)反應(yīng)方程式為:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O.
(2)漂粉精的有效成分是(填化學(xué)式)Ca(ClO)2
(3)漂粉精溶于水后,受空氣中的CO2作用,即產(chǎn)生有漂白、殺菌作用的物質(zhì),化學(xué)反應(yīng)方程式為Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO.
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選項(xiàng)現(xiàn)象或反應(yīng)原理解釋
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B.
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C.
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D.
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17.化學(xué)與人類(lèi)生產(chǎn)、生活環(huán)境密切相關(guān).下列說(shuō)法正確的是( 。
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14.關(guān)于下列圖示的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( 。
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(5)某鋰離子電池正極是LiCoO2,含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì).充電時(shí),Li+還原為L(zhǎng)i,并以原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳-6(C6)中,電池反應(yīng)為L(zhǎng)iCoO2+C6 $?_{放電}^{充電}$CoO2+LiC6.LiC6中Li的化合價(jià)為0價(jià).該電池放電時(shí),正極反應(yīng)方程式為7g.

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