Question

【题目】利用钛白粉厂废酸（主要含硫酸、Fe3+、Fe2+、TiO2+、Al3+）制备过二硫酸铵[（NH4）2S2O8]，同时回收TiO（OH）2的简要流程如下：

已知：i.部分离子完全生成氢氧化物沉淀的pH

金属离子	TiO2+	Fe3+	Fe2+	Al3+
开始沉淀的PH	1.2	1.9	7.0	3.2
沉淀完全的pH	2.8	3.1	9.4	4.7

ii.pH>7时，Fe2+部分生成Fe（II）氨络离子[Fe（NH3）2]2+。

请回答下列问题：

（1）为保证产物TiO(OH)2的纯度，加入试剂A要适量。试剂A为___________。

（2）煅烧回收的TiO（OH）2，获得的TiO2会发黄，发黄的杂质可能是_______（填化学式）。

（3）滤渣I的主要成分除Fe(OH)2、Al（OH）3外，还含有______________。

（4）加入H2O2的目的是氧化除掉Fe（II）氨络离子[Fe（NH3）2]2+，配平下列离子方程式：2[Fe（NH3）2]2+ +________+4H2O +H2O2 =_______ + 4NH3·H2O

（5）电解制备过二硫酸铵的装置如下图所示。

①S2O82-中S元素的化合价为+6，其中过氧键的数目为___________。

②电解时，铁电极连接电源的___________极。

③常温下，电解液中含硫微粒主要存在形式与 pH 的关系如下图所示。

在阳极放电的离子主要为HSO4-，阳极区电解质溶液的 pH 范围为______，阳极的电极反应式为______________________。

Answer 1

【答案】 铁粉 Fe2O3 Fe(OH)3 4OH- 2Fe(OH)3↓ 1 负 0≤pH≤2 2HSO4- - 2e- = S2O82- + 2H+

【解析】（1）铁离子沉淀的PH≤3，而亚铁离子沉淀的PH≤9.4，TiO2+沉淀的PH≤2.8；因此为保证产物TiO(OH)2的纯度，加入适量的铁粉，把铁离子还原为亚铁离子；正确答案：铁粉。

（2）沉淀中会有少量氢氧化铁沉淀掺杂，煅烧后，产生少量的Fe2O3，获得的TiO2会发黄；正确答案：Fe2O3。

（3）滤液中会含有少量的铁离子，加入氨水后，调节溶液的PH=10，会产生Fe(OH)2、Al（OH）3外，还含有少量的Fe(OH)3；正确答案：Fe(OH)3。

（4）[Fe（NH3）2]2+中铁为+2价，被氧化为+3价铁，在碱性环境下生成Fe(OH)3，H2O2中氧由-1价降低到-2价，发生还原反应，根据化合价升降总数相等，电荷守恒规律，配平后的离子方程式：2[Fe（NH3）2]2+ +4OH-+4H2O +H2O2 = 2Fe(OH)3↓+ 4NH3·H2O；正确答案：4OH- ；2Fe(OH)3↓。

（5）①S2O82-中硫元素为+6，氧为-2价，过氧根中氧元素为-1价，设过氧键的数目为x,根据化合价法则可知：6×2+（-2）×（8-2x）+(-1) ×2x=-2,解得x=1，正确答案：1。

②电解池中，HSO4-在阳极失电子发生氧化反应，生成S2O82-，如果铁做阳极，铁失电子，HSO4-就不能失电子，也就不能生成二硫酸铵[（NH4）2S2O8]，因此铁做电解池的阴极，与电源的负极相连；正确答案：负。

③根据图示可知，在阳极放电的离子主要为HSO4-，阳极区电解质溶液的 pH 范围为0≤pH≤2；HSO4-失电子变为S2O82-，发生氧化反应，阳极的电极反应式为2HSO4- - 2e- = S2O82- + 2H+；正确答案：0≤pH≤2；2HSO4- - 2e- = S2O82- + 2H+。