利用酸解法制钛白粉产生的废液[含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2（SO4）3、TiOSO4]，生产铁红和补血剂乳酸亚铁．其生产步骤如图：

利用酸解法制钛白粉产生的废液[含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2（SO4）3、TiOSO4]，生产铁红和补血剂乳酸亚铁．其生产步骤如图：

已知：TiOSO4可溶于水，在水中可以电离为TiO2+和SO42﹣ ．

请回答：

（1）步骤①中分离硫酸亚铁溶液和滤渣的操作是______

（2）滤渣的主要成分为TiO2•xH2O，写出TiOSO4水解生成TiO2•xH2O的化学方程式______

（3）硫酸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______

（4）用平衡移动的原理解释步骤⑤中加乳酸能得到乳酸亚铁的原因______

（5）步骤④的离子方程式是______

（6）步骤⑥必须控制一定的真空度，原因是有利于蒸发水以及______

（7）为测定步骤②中所得晶体中FeSO4•7H2O的质量分数，取晶体样品a g，溶于稀硫酸配成100.00mL溶液，取出20.00mL溶液，用KMnO4溶液滴定（杂质与KMnO4不反应）．若消耗0.1000mol•L﹣1 KMnO4溶液20.00mL，所得晶体中FeSO4•7H2O的质量分数为 ______ （用a表示）

【答案】

（1）过滤

（2）TiOSO4+（x+1）H2O═TiO2?xH2O↓+H2SO4

（3）1：4

（4）FeCO3（s）?Fe2+（aq）+CO32﹣（aq），CO32﹣与乳酸反应浓度降低，平衡向右移动，使碳酸亚铁溶解得到乳酸亚铁溶液

（5）Fe2++2HCO3﹣═FeCO3↓+H2O+CO2↑

（6）防止Fe2+被氧化

（7）13.9/a

【解析】

（1）分离难溶固体和溶液的方法是用过滤．所以分离硫酸亚铁溶液和滤渣的操作是过滤．

所以答案是：过滤

（2）已知TiOSO4可溶于水，在水中可以电离为TiO2+和SO42﹣ ， 所以水解产物除生成TiO2•xH2O外，还有H2SO4 ．

所以答案是：TiOSO4+（x+1）H2O═TiO2•xH2O↓+H2SO4

（3）硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫，说明氧化剂是O2 ， 还原剂是FeSO4；1个O2下降4价，1个Fe2+上升1价，所以氧化剂与还原剂的关系为：O2 ～4FeSO4 ．

所以答案是：1：4

（4）溶解平衡为：FeCO3（s）⇌Fe2+（aq）+CO32﹣（aq），第5步加乳酸会消耗CO32﹣ ， 产生二氧化碳气体，CO32﹣浓度降低后引起平衡右移，使碳酸亚铁溶解得到乳酸亚铁溶液．

所以答案是：FeCO3（s）⇌Fe2+（aq）+CO32﹣（aq），CO32﹣与乳酸反应浓度降低，平衡向右移动，使碳酸亚铁溶解得到乳酸亚铁溶液

（5）第4步的反应物是FeSO4与NH4HCO3 ， 产物有碳酸亚铁和气体A，第5步加乳酸也产生了气体A，则可以确定气体A是二氧化碳，参加反应的离子是Fe2+与HCO3﹣ ， 产物有碳酸亚铁和二氧化碳，还有水生成．

所以答案是：Fe2++2HCO3﹣═FeCO3↓+H2O+CO2↑

（6）二价铁离子还原性强，易被氧化，第6步不要与氧气接触．所以步骤6必须控制一定的真空度．

所以答案是：防止Fe2+被氧化

（7）KMnO4与FeSO4•7H2O发生氧化还原反应，关系式为：KMnO4 ～5 FeSO4•7H2O，n（KMnO4）=C（KMnO4）•V（KMnO4）=0.1000mol•L﹣1 ×20.00×10﹣3 L，

所以n（FeSO4•7H2O）=5n（KMnO4）=5×0.1000mol•L﹣1 ×20.00×10﹣3 L，

所以m（FeSO4•7H2O）=n（FeSO4•7H2O）•M（FeSO4•7H2O）=5×0.1000mol•L﹣1 ×20.00×10﹣3 L×278g•mol﹣1=2.78 g，这是做实验用到的一部分20ml，一共是100ml，所以FeSO4•7H2O的总质量=2.78 g×5=13.9 g，样品有a g，所以晶体中FeSO4•7H2O的质量分数为：13.9/a

所以答案是：13.9/a