``[UIView animateWithDuration:delay:options:animations:completion:]``は、
animations:ブロックの中で変更した一部のプロパティがアニメーションするという機能ですので、
そこで画像をセットしたりすると期待した通りにならないかと思います。

例えば以下のようにアルファ値だけ変えて試してみてはどうでしょうか。

    // この時点で_imageViewには画像が正しく表示されているものとします。

    // フェードアウト処理を行います。
    [UIView animateWithDuration:0.5f
                          delay:0.5f
                        options:UIViewAnimationOptionCurveEaseIn
                     animations:^{
                         _imageView.alpha = 0
                     } completion:^(BOOL finished){
                         [_imageView removeFromSuperview];
                     }];