Question

（16分）

某工廠對工業(yè)生產鈦白粉產生的廢液進行綜合利用，廢液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2（SO4）3、TiOSO4，可用于生產顏料鐵紅和補血劑乳酸亞鐵。其生產工藝流程如下：

已知：①TiOSO4可溶于水，在水中可以電離為Ti02+和SO4：

②TiOSO4水解的反應為：

請回答：

（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，該反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比為__________________。

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

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

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

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

（7）Fe3+對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）進行實驗�？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，降低了CO32一的濃度，使上述沉淀溶解平衡正向移動，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（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反應生成硫酸亞鐵，TiOSO4水解的反應為：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)生反應的化學方程式是4FeSO4+O22Fe2O3+4SO3，在該反應中氧化劑是氧氣，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生成碳酸亞鐵沉淀和二氧化碳氣體、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，與碳酸根離子反應生成二氧化碳和水，使碳酸亞鐵的溶解平衡正向移動，所以碳酸亞鐵逐漸轉化為乳酸亞鐵溶液，

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

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

考點：考查對工藝流程的分析判斷，氧化還原反應的分析，電化學反應原理的應用，化學平衡的移動