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  (2011•福建模拟)我国钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有Al2O3、SiO2等)的储量居世界首位,用钛铁矿制取TiO2和副产品硫酸亚铁晶体的流程如下:已知:Al(OH)3的Ksp=1.3×10-33,Fe(OH)2的Ksp=1

  (2011•福建模拟)我国钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有Al2O3、SiO2等)的储量居世界首位,用钛铁矿制取TiO2和副产品硫酸亚铁晶体的流程如下:

  已知:Al(OH)3的Ksp=1.3×10-33,Fe(OH)2的Ksp=1.6×10-14.

  (1)滤液I主要含有TiO2+、SO42-、Fe2+、______(填离子符号);

  (2)调节pH应最好使用______;

  A.Fe B.Ca(OH)2 C.NH3•H2O D.NaOH

  (3)操作Ⅱ是指______洗涤、干燥.

  (4)步骤②中发生的化学反应方程式为:______;考虑成本和废物综合利用等因素,生产过程中产生的废液中应加入______处理较合理.

  (5)实验室通常将硫酸亚铁进一步制备为硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O]以利保存,制备方法被收入中学《实验化学》教材中;专家测定晶体含量的办法是:准确称取m g产品溶解定容至250.00mL,移取25.00mL于锥形瓶中,用c mol•L-1的标准KMnO4溶液滴定至______,记录消耗KMnO4溶液的体积为V mL;此时发生的反应为:5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O,(已知硫酸亚铁铵晶体的相对分子质量为392),则产品中硫酸亚铁铵晶体纯度的计算式可表达为:w%=5×392cVm%

  5×392cVm%

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1回答
2020-01-26 21:12
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李仲陶

  (1)已知钛铁矿的主要成分为FeTiO3,还含有Al2O3、SiO2等,与稀硫酸反应后,滤液I主要含有TiO2+、SO42-、Fe2+、Al3+、H+,SiO2与稀硫酸不反应,

  故答案为:Al3+、H+;

  (2)调节pH时所用试剂只能与氢离子反应,不能与其它离子反应,也不能引入新的杂质,Ca(OH)2、NH3•H2O、NaOH都能与二价铁离子反应生成沉淀,同时会引入杂质,所以只能选择Fe来调节pH,

  故答案为:A;

  (3)从溶液中提取溶质,应该先蒸发浓缩,再冷却结晶,最后洗涤干燥,

  故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;

  (4)步骤②中TiOSO4发生水解反应生成H2TiO3,其反应方程式为:TiOSO4+2H2O⇌H2TiO3+H2SO4;废液中含有硫酸,可加入碳酸钙能消耗硫酸,而且碳酸钙的来源较广,成本低,

  故答案为:TiOSO4+2H2O⇌H2TiO3+H2SO4;碳酸钙;

  (5)用标准KMnO4溶液滴定硫酸亚铁铵时,当溶液变为淡红色而且半分钟内不变色即是达到终点;

  反应消耗的高锰酸钾为n(KMnO4)=cmol•L-1×V×10-3L=cV×10-3mol,已知发生的反应为:5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O,则n(Fe2+)=5n(KMnO4)=5cV×10-3mol,所以原来晶体中所含硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O]的物质的量为n=25025

2020-01-26 21:13:33

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