某廠廢*主要含硫*、Fe3+、Fe2+、TiO2+、Al3+。利用該廢液製備過二硫*銨和TiO2的一種工藝流程...

問題詳情：

某廠廢*主要含硫*、Fe3+、Fe2+、TiO2+、Al3+ 。利用該廢液製備過二硫*銨和TiO2的一種工藝流程如下:

已知：O4在熱水中易水解生成H2TiO3,相關離子形成*氧化物沉澱的pH範圍如 下表:

ii. pH>7 時,Fe2+部分生成 Fe( Ⅱ)氨絡離o

請回答下列問題:

(1)加入適量Fe的作用是________________      .

(2)生成TiO(OH)2的化學方程式為_______________     。

(3)濾渣I、濾渣II均含有的物質的化學式為_____________      .

(4)加入H2O2的目的是除掉Fe( Ⅱ)氨絡離子,此過程中氧化劑與還原劑的物質的量之比理論上等於________    (填數值)。

(5)常温下，含硫微粒主要存在形式與pH的關係如下圖所示。

用Pt電極電解飽和NH4HSO4溶液製備過二硫*銨時，為滿足在陽極放電的離子主要為 HSO4-，應調節陽極區溶液的pH範圍在______之間,其電極反應式為____________    。

(6)科研人員常用硫*鐵銨滴定法測定TiO2的純度，其步驟為： 用足量*溶解wg 二氧化鈦樣品，用鋁粉做還原劑，過濾、洗滌，將濾液定容為100 mL,取 25.00 mL,以NH4SCN作指示劑，用標準硫*鐵銨溶液滴定至終點，反應原理為: Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+。

①判斷滴定終點的方法：________________________    。

②滴定終點時消耗c mol/L-1 NH4Fe(SO4)2溶液VmL,則TiO2純度為___________(寫岀相關字母表示的代數式)。

【回答】

將Fe3+還原為Fe2+，避免Fe3+和TiO2+同時沉澱    TiOSO4+2NH3•H2O = TiO(OH)2↓+ (NH4)2SO4    Fe(OH)3    1 : 2    0～2    2HSO4- -2e- = S2O82 - + 2H+    當滴入最後一滴硫*鐵銨溶液時，溶液變為血紅*且30s內不恢復原*    32cv/w%   

【分析】

廢*中主要含硫*、Fe3+、Fe2+、TiO2+、Al3+，根據流程圖，用氨水調節pH=3得到TiO(OH)2，而此時鐵離子也會形成沉澱，因此需要加鐵粉將鐵離子轉化為亞鐵離子；濾液中加入氨水調節pH=10，得到的沉澱有*氧化亞鐵和*氧化鋁(濾渣I)；濾液中含有部分Fe(II)氨絡離子，因此加入雙氧水將亞鐵離子氧化形成*氧化鐵沉澱(濾渣II)；再在濾液中加入硫**化後電解得到過二硫*銨。據此分析解答。

【詳解】

(1)根據上述分析，鐵粉主要作用是將Fe3+還原為Fe2+，避免Fe3+和TiO2+同時沉澱，故*為將Fe3+還原為Fe2+，避免Fe3+和TiO2+同時沉澱；

(2)根據流程圖，用氨水調節pH=3，TiO2+生成TiO(OH)2，所以化學方程式為：TiOSO4+2NH3•H2O = TiO(OH)2↓+ (NH4)2SO4，*：TiOSO4+2NH3•H2O = TiO(OH)2↓+ (NH4)2SO4；

(3)濾渣I為*氧化亞鐵和*氧化鋁，部分*氧化亞鐵氧化為*氧化鐵，濾渣II為*氧化鐵沉澱，因此濾渣I、濾渣II均含有的物質的化學式為Fe(OH)3，故*為Fe(OH)3；

(4)在鹼*溶液中，加入H2O2的目的是氧化除掉Fe(II)氨絡離子得到*氧化鐵沉澱，根據化合價升降守恆，配平後的離子方程式為2+4OH-+4H2O+H2O2=2Fe(OH)3↓+4NH3·H2O，氧化劑為H2O2，還原劑為，氧化劑與還原劑的物質的量之比理論上等於1：2，故*為1：2；

(5)根據常温下，含硫微粒主要存在形式與 pH的關係圖，陽極放電的離子主要是HSO4-，則陽極區電解質溶液的pH範圍應控制在0～2，陽極發生氧化反應，HSO4-放電轉化為S2O82-，則陽極的電極反應為：2HSO4--2e-═S2O82-+2H+，故*為0～2；2HSO4--2e-═S2O82-+2H+；

(6)①鐵離子過量時，反應結束，故終點現象為：當滴入最後一滴硫*鐵銨時，溶液變成血紅*，且30s內不變回原*；*:當滴入最後一滴硫*鐵銨溶液時，溶液變為血紅*且30s內不恢復原*；

②由TiO2～Fe3＋關係式，n(TiO2)=n(Fe3＋)=cmol· L－1×V×10-3L×100mL/25mL=4cV×10-3mol，TiO2純度為4cV×10-3mol×80g·mol－1/w×100%=32cv/w%，故*為32cv/w%。

【點睛】

滴定終點固定答法需要記憶：當滴入最後一滴……溶液時，溶液由……變為……*，且30s內不恢復原*。

知識點：*鹼中和滴定

題型：綜合題