Question

【題目】利用鈦白工業的副產品FeSO4（含TiO2+、Al3+）可以生產電池級高純超微細草酸亞鐵．其工藝流程如圖：

（1）已知過濾1得到的濾渣的主要成分是Al（OH）3、H2TiO3 ， 請寫出TiOSO4水解成 H2TiO3沉淀的化學方程式：；鐵粉的作用有：①除去溶液中的Fe3+ ， ② ．
（2）沉淀反應的離子方程式是 ．
（3）沉淀過程的反應溫度為40℃，溫度不宜過高的原因除控制沉淀的粒徑之外，還有 ．
（4）FeC2O4生成時，要在真空環境下進行，原因是 ．
（5）過濾2得到的濾液經蒸發濃縮、 ， 可得到副產品．

Answer 1

【答案】
（1）TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4；與溶液中的H+反應，調節pH值，使Al3+水解完全生成Al（OH）3沉淀
（2）2NH3?H2O+Fe2+=Fe（OH）2↓+2NH4+
（3）NH3?H2O和Fe（OH）2受熱都易分解
（4）氫氧化亞鐵易被O2氧化
（5）冷卻結晶、過濾、洗滌
【解析】解：（1）反應物為TiOSO4和H2O，已知產物為H2TiO3 ， 根據原子守恒可知另一產物為硫酸，因此化學方程式為TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4；由于Fe2+被具有很強的還原性，容易被氧化為Fe3+ ， 鐵粉的還原性比Fe2+強，因此可以防止Fe2+被氧化，另外Fe能與H+反應生成Fe2+ ， 降低了氫離子的濃度，調節pH值，使Al3+水解完全生成Al（OH）3 沉淀，所以答案是：TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4；與溶液中的H+反應，調節pH值，使Al3+水解完全生成Al（OH）3 沉淀；
2）一水合氨是弱堿，與亞鐵離子生成氫氧化亞鐵沉淀，氨水不能拆，沉淀不能拆，故離子反應方程式為：2NH3H2O+Fe2+=Fe（OH）2↓+2NH4+ ，
所以答案是：2NH3H2O+Fe2+=Fe（OH）2↓+2NH4+；
3）氨水受熱易分解生成氨氣和水，氫氧化亞鐵也具有熱不穩定性，容易分解生成氧化物和水，所以答案是：NH3H2O和Fe（OH）2受熱都易分解；
4）在沉淀反應中產生的中間產物Fe（OH）2易被空氣中氧氣氧化，所以FeC2O4生成時，要在真空環境下進行，所以答案是：氫氧化亞鐵易被O2氧化；
5）從溶液中得到晶體，需經過蒸發濃縮溶液、冷卻結晶以及過濾、洗滌等操作，所以答案是：冷卻結晶、過濾、洗滌．