某厂废*主要含硫*、Fe3+、Fe2+、TiO2+、Al3+。利用该废液制备过二硫*铵和TiO2的一种工艺流程...
问题详情:
某厂废*主要含硫*、Fe3+、Fe2+、TiO2+、Al3+ 。利用该废液制备过二硫*铵和TiO2的一种工艺流程如下:
已知:O4在热水中易水解生成H2TiO3,相关离子形成*氧化物沉淀的pH范围如 下表:
金属离子 | TiO2+ | Fe3+ | Fe2+ | Al3+ |
开始沉淀的pH | 1.2 | 1.9 | 7.0 | 3.2 |
沉淀完全的pH | 2.8 | 3.1 | 9.4 | 4.7 |
ii. pH>7 时,Fe2+部分生成 Fe( Ⅱ)氨络离o
请回答下列问题:
(1)加入适量Fe的作用是________________ .
(2)生成TiO(OH)2的化学方程式为_______________ 。
(3)滤渣I、滤渣II均含有的物质的化学式为_____________ .
(4)加入H2O2的目的是除掉Fe( Ⅱ)氨络离子,此过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比理论上等于________ (填数值)。
(5)常温下,含硫微粒主要存在形式与pH的关系如下图所示。
用Pt电极电解饱和NH4HSO4溶液制备过二硫*铵时,为满足在阳极放电的离子主要为 HSO4-,应调节阳极区溶液的pH范围在______之间,其电极反应式为____________ 。
(6)科研人员常用硫*铁铵滴定法测定TiO2的纯度,其步骤为: 用足量*溶解wg 二氧化钛样品,用铝粉做还原剂,过滤、洗涤,将滤液定容为100 mL,取 25.00 mL,以NH4SCN作指示剂,用标准硫*铁铵溶液滴定至终点,反应原理为: Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+。
①判断滴定终点的方法:________________________ 。
②滴定终点时消耗c mol/L-1 NH4Fe(SO4)2溶液VmL,则TiO2纯度为___________(写岀相关字母表示的代数式)。
【回答】
将Fe3+还原为Fe2+,避免Fe3+和TiO2+同时沉淀 TiOSO4+2NH3•H2O = TiO(OH)2↓+ (NH4)2SO4 Fe(OH)3 1 : 2 0~2 2HSO4- -2e- = S2O82 - + 2H+ 当滴入最后一滴硫*铁铵溶液时,溶液变为血红*且30s内不恢复原* 32cv/w%
【分析】
废*中主要含硫*、Fe3+、Fe2+、TiO2+、Al3+,根据流程图,用氨水调节pH=3得到TiO(OH)2,而此时铁离子也会形成沉淀,因此需要加铁粉将铁离子转化为亚铁离子;滤液中加入氨水调节pH=10,得到的沉淀有*氧化亚铁和*氧化铝(滤渣I);滤液中含有部分Fe(II)氨络离子,因此加入双氧水将亚铁离子氧化形成*氧化铁沉淀(滤渣II);再在滤液中加入硫**化后电解得到过二硫*铵。据此分析解答。
【详解】
(1)根据上述分析,铁粉主要作用是将Fe3+还原为Fe2+,避免Fe3+和TiO2+同时沉淀,故*为将Fe3+还原为Fe2+,避免Fe3+和TiO2+同时沉淀;
(2)根据流程图,用氨水调节pH=3,TiO2+生成TiO(OH)2,所以化学方程式为:TiOSO4+2NH3•H2O = TiO(OH)2↓+ (NH4)2SO4,*:TiOSO4+2NH3•H2O = TiO(OH)2↓+ (NH4)2SO4;
(3)滤渣I为*氧化亚铁和*氧化铝,部分*氧化亚铁氧化为*氧化铁,滤渣II为*氧化铁沉淀,因此滤渣I、滤渣II均含有的物质的化学式为Fe(OH)3,故*为Fe(OH)3;
(4)在碱*溶液中,加入H2O2的目的是氧化除掉Fe(II)氨络离子得到*氧化铁沉淀,根据化合价升降守恒,配平后的离子方程式为2+4OH-+4H2O+H2O2=2Fe(OH)3↓+4NH3·H2O,氧化剂为H2O2,还原剂为,氧化剂与还原剂的物质的量之比理论上等于1:2,故*为1:2;
(5)根据常温下,含硫微粒主要存在形式与 pH的关系图,阳极放电的离子主要是HSO4-,则阳极区电解质溶液的pH范围应控制在0~2,阳极发生氧化反应,HSO4-放电转化为S2O82-,则阳极的电极反应为:2HSO4--2e-═S2O82-+2H+,故*为0~2;2HSO4--2e-═S2O82-+2H+;
(6)①铁离子过量时,反应结束,故终点现象为:当滴入最后一滴硫*铁铵时,溶液变成血红*,且30s内不变回原*;*:当滴入最后一滴硫*铁铵溶液时,溶液变为血红*且30s内不恢复原*;
②由TiO2~Fe3+关系式,n(TiO2)=n(Fe3+)=cmol· L-1×V×10-3L×100mL/25mL=4cV×10-3mol,TiO2纯度为4cV×10-3mol×80g·mol-1/w×100%=32cv/w%,故*为32cv/w%。
【点睛】
滴定终点固定答法需要记忆:当滴入最后一滴……溶液时,溶液由……变为……*,且30s内不恢复原*。
知识点:*碱中和滴定
题型:综合题
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