问题详情：
某工厂对工业生产钛白粉产生的废液进行综合利用，废液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4，可用于生产颜料铁红和补血剂乳*亚铁。其生产工艺流程如下：
已知：①TiOSO4可溶于水，在水中可以电离为TiO2＋和SO
；
②TiOSO4水解的反应为：TiOSO4＋(x＋1)H2O→TiO2·xH2O↓＋H2SO4。
请回答：
(1)步骤①所得滤渣的主要成分为________________，分离硫*亚铁溶液和滤渣的*作中所用的玻璃仪器是__________________；步骤②中得到硫*亚铁晶体的*作为蒸发浓缩、____________________________________________________。
(2)步骤③硫*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____________。
(3)步骤④的离子方程式是__________________________________________。
(4)已知：FeCO3(s)Fe2＋(aq)＋CO
(aq)，试用平衡移动原理解释步骤⑤生成乳*亚铁的原因_____________________________________________________。
(5)实验室中常用KMnO4滴定法测定晶体中FeSO4·7H2O的质量分数，取步骤②中所得FeSO4·7H2O晶体样品a g，配成500.00 mL溶液，取出25.00 mL溶液，用KMnO4溶液滴定(杂质与KMnO4不反应)。若消耗0.100 0 mol·L－1 KMnO4溶液25.00 mL，则所得晶体中FeSO4·7H2O的质量分数为__________(用a表示)。
【回答】
解析 废液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4，加铁屑，Fe与H2SO4和少量Fe2(SO4)3反应生成FeSO4，TiOSO4水解生成TiO2·xH2O，过滤，滤渣为TiO2·xH2O、Fe，滤液为FeSO4，FeSO4溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到硫*亚铁晶体，脱水、煅烧得到氧化铁；FeSO4溶液中加碳**铵反应生成碳*亚铁沉淀、硫*铵和二氧化碳，碳*亚铁沉淀加乳*溶解生成乳*亚铁溶液和二氧化碳，乳*亚铁溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到乳*亚铁晶体；
(1)由流程分析可知，步骤①所得滤渣的主要成分为TiO2·xH2O、Fe；实现固体和液体的分离用过滤的方法，过滤*作使用的仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗；步骤②是从溶液中得到硫*亚铁晶体，*作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤等*作；
(2)硫*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，还原剂是硫*亚铁，所以氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶4；
(3)由流程图可知，硫*亚铁与碳**铵反应是碳*亚铁，还生成气体为二氧化碳，溶液B为硫*铵溶液，反应离子方程式为：Fe2＋＋2HCO
===FeCO3↓＋H2O＋CO2↑；
(4)碳*亚铁的沉淀存在溶解平衡：FeCO3(s)Fe2＋(aq)＋CO
(aq)，加入乳*，这样CO
与乳*反应浓度降低，平衡向右移动，使碳*亚铁溶解得到乳*亚铁溶液；
(6)令FeSO4·7H2O的质量分数为x，亚铁离子会被高锰*钾氧化为三价铁离子，本身被还原为＋2价的锰离子，根据电子守恒，则
5FeSO4·7H2O～KMnO4，
5×278 g 1 mol
a g×x×
0.100 0 mol·L－1×0.025 L
所以
=
解得x=
。
* (1)TiO2·xH2O、Fe 玻璃棒、烧杯、漏斗 冷却结晶、过滤洗涤
(2)1∶4 (3)Fe2＋＋2HCO
===FeCO3↓＋H2O＋CO2↑
(4)FeCO3(s)Fe2＋(aq)＋CO(aq)，CO
与乳*反应浓度降低，平衡向右移动，使碳*亚铁溶解得到乳*亚铁溶液 (6)
知识点：铁和铁的化合物
题型：综合题
