Question

【题目】利用酸解法制钛白粉产生的废液[含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4]生产铁红和补血剂乳酸亚铁。其生产步骤如下：

已知:TiOSO4可溶于水，在水中可以电离为TIO2+和SO42-，TiOSO4水解成TiO2·xH2O沉淀为可逆反应；乳酸结构简式为CH3CH(OHCOOH.请回答：

(1)步骤①中分离硫酸重铁溶液和滤渣的操作是______________。

(2)加入铁屑的目一是还原少量Fe2(SO4)3；二是使少量TiOSO4转化为TiO2·xH2O滤渣，用平衡移动的原理解释得到滤渣的原因_______________。

(3)硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_____________。

(4)用离子方程式解释步骤⑤中加乳酸能得到乳酸亚铁的原因___________________。

(5)步骤④的离子方程式是________________。

(6)步骤⑥必须控制一定的真空度，原因是有利于蒸发水以及_______________。

(7)乳酸亚佚晶体{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O}纯度的测量：若用KMnO4滴定法测定样品中Fe的量进而计算纯度时，发现结果总是大于100%，其原因可能是_______________。

经查阅文献后，改用Ce(SO4)2标准溶液滴定进行测定。反应中Ce4+离子的还原产物为Ce3+。测定时，先称取5.760g样品，溶解后进行必要处理，用容量瓶配制成250mL溶液，每次取25.00mL，用0.1000mol/LCe(SO4)2标准溶液滴定至终点记录数据如下表。

滴定次数	0.1000mol/LCe(SO4)2标准溶液/mL
	滴定前读数	滴定后读数
1	0.10	19.85
2	0.12	21.32
3	1.05	20.70
4	0.16	19.88

则产品中乳酸亚铁晶体的纯度为_______(以质量分数表示)。

Answer 1

【答案】 过滤 TiOSO4+(x+1)H2OTiO2 xH2O↓+H2SO4或TiO2++(x+1)H2OTiO2 xH2O↓+2H+铁屑与H2SO4反应，c(H+)降低，使平衡正向移动，TiOSO4转化为TiO2xH2O滤渣 1: 4 FeCO3+2CH3CH(OH)COOH== Fe2++2CH3CH(OH)COO-+H2O+CO2↑ Fe2++2HCO3-==FeCO3↓+H2O+CO2↑ 防止Fe2+被氧化 乳酸根中羟基(－OH)被酸性高锰酸钾溶液氧化 98.5%或 0.985

【解析】试题分析：（1）实现固体和液体的分离用过滤的方法；(2) TiO2++(x+1)H2OTiO2 xH2O↓+2H+，铁屑与H2SO4反应，c(H+)降低；(3)硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫的方程式为：4FeSO4+O2 2Fe2O3+4SO3，氧化剂是氧气，还原剂是氧化铁；(4) 碳酸亚铁沉淀存在溶解平衡：FeCO3（s）Fe2+（aq）+CO32-（aq），加入乳酸，CO32-与乳酸反应浓度降低，平衡向右移动，使碳酸亚铁溶解得到乳酸亚铁溶液；(5)由流程图可知，硫酸亚铁与碳酸氢铵反应生成碳酸亚铁，还生成气体为二氧化碳；(6)亚铁离子易被氧气氧化，所以步骤⑥必须控制一定的真空度；(7) [CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O中的亚铁离子、乳酸根中羟基(－OH)都能被酸性高锰酸钾溶液氧化；根据表格数据，第二次测定数据偏离正常范围，利用第一、第三、第四次实验数据，平均消耗0.1000mol/LCe(SO4)2标准溶液19.70mL，根据关系式 计算纯度；

解析：（1）实现固体和液体的分离用过滤的方法；(2) TiO2++(x+1)H2OTiO2 xH2O↓+2H+，铁屑与H2SO4反应，c(H+)降低，使平衡正向移动，TiOSO4转化为TiO2xH2O滤渣；(3)硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫的方程式为：4FeSO4+O2 2Fe2O3+4SO3，氧化剂是氧气，还原剂是氧化铁，所以氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：4；(4) 碳酸亚铁沉淀存在溶解平衡：FeCO3（s）Fe2+（aq）+CO32-（aq），加入乳酸，CO32-与乳酸反应浓度降低，平衡向右移动，使碳酸亚铁溶解得到乳酸亚铁溶液，反应方程式是FeCO3+2CH3CH(OH)COOH== Fe2++2CH3CH(OH)COO-+H2O+CO2↑；(5)由流程图可知，硫酸亚铁与碳酸氢铵反应生成碳酸亚铁，还生成气体为二氧化碳，反应离子方程式是Fe2++2HCO3-==FeCO3↓+H2O+CO2↑；(6)亚铁离子易被氧气氧化，所以步骤⑥必须控制一定的真空度，所以控制一定的真空度有利于蒸发水还能防止Fe2+被氧化；(7) [CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O中的亚铁离子、乳酸根中羟基(－OH)都能被酸性高锰酸钾溶液氧化，所以结果总是大于100%；设25mL溶液含有CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O的物质的量xg；

X=0.56736g，产品中乳酸亚铁晶体的纯度为 。