Question

【題目】工業(yè)上用鈦白渣[主要成分為FeSO4，還含有少量Fe2(SO4)3、MgSO4及TiOSO4]為主要原料生產(chǎn)氧化鐵黃(FeOOH)的一種工藝流程如下：

(1)“溶解”時(shí)，TiOSO4發(fā)生水解生成難溶于水的H2TiO3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。

(2)“除雜”時(shí)，加入NH4HF2固體的作用是________。

(3)“氧化”時(shí)，Fe2＋生成FeOOH的離子方程式是________。

(4)濾液X中主要含有的陽(yáng)離子是________(填化學(xué)式)。

(5)實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)溶液的pH、溫度對(duì)氧化鐵黃產(chǎn)率的影響如圖所示。

①反應(yīng)溫度宜選擇________。

②氧化時(shí)應(yīng)控制pH的合理范圍是4.5左右，pH過(guò)小或過(guò)大均會(huì)導(dǎo)致氧化鐵黃產(chǎn)率較低，其可能原因是__________________________________。

Answer 1

【答案】TiOSO4＋2H2O=H2TiO3↓＋H2SO4 除去Mg2＋ 4Fe2＋＋O2＋8OH－=4FeOOH↓＋2H2O Na＋、NH4+ 40 ℃ pH過(guò)低導(dǎo)致氧化鐵黃部分溶于酸，pH過(guò)大導(dǎo)致Fe(OH)3增多

【解析】

（1）TiOSO4水解生成難溶于水的H2TiO3和硫酸；

（2）NH4+水解使溶液顯弱堿性；

（3）堿性條件下Fe2＋與空氣中的氧氣結(jié)合生成FeOOH；

（4）向溶解的鈦白渣中加入NH4HF2固體，除去了Mg2＋，向過(guò)濾后的溶液中加入氫氧化鈉溶液并通入空氣，除去了鐵元素，此時(shí)判斷濾液中的陽(yáng)離子；

（5）根據(jù)溫度與FeOOH產(chǎn)率的示意圖可確定反應(yīng)的適宜溫度；溶液酸性過(guò)強(qiáng)FeOOH部分溶解，堿性過(guò)強(qiáng)，Fe(OH)3增多。

（1）TiOSO4水解生成難溶于水的H2TiO3和硫酸，反應(yīng)方程式為：TiOSO4＋2H2O=H2TiO3↓＋H2SO4；

（2）NH4+水解使溶液顯弱堿性，Mg2+能與OH-結(jié)合生成沉淀，從而可除去Mg2+；

（3）堿性條件下Fe2＋與空氣中的氧氣結(jié)合生成FeOOH，離子方程式為：4Fe2＋＋O2＋8OH－=4FeOOH↓＋2H2O；

（4）向溶解的鈦白渣中加入NH4HF2固體，除去了Mg2＋，向過(guò)濾后的溶液中加入氫氧化鈉溶液并通入空氣，除去了鐵元素，此時(shí)溶液中存在的陽(yáng)離子是NH4+和Na+；

（5）根據(jù)溫度與FeOOH產(chǎn)率的示意圖可知40℃時(shí)FeOOH的產(chǎn)率最大，因此反應(yīng)的適宜溫度為40℃；由pH與FeOOH產(chǎn)率的示意圖可知，當(dāng)pH約4.5時(shí)FeOOH的產(chǎn)率最大，pH過(guò)低導(dǎo)致氧化鐵黃部分溶于酸，pH過(guò)大導(dǎo)致Fe(OH)3增多。