Question

利用化學(xué)原理可以對(duì)工廠排放的廢水、廢渣等進(jìn)行有效檢測(cè)與合理處理。某工廠對(duì)制革工業(yè)污泥中Cr(III)的處理工藝如下：

其中硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺。

（1）實(shí)驗(yàn)室用18.4 mol·L^―1的濃硫酸配制250 mL 4.8 mol·L^―1的硫酸溶液，所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒和膠頭滴管外，還需                       。

（2）酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施有                                 、

                                      。(寫出兩個(gè)措施)

（3）H₂O₂的作用是將濾液Ⅰ中的Cr³⁺轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2―，寫出此反應(yīng)的離子方程式：

                                       。    

（4）常溫下，部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH如下：

陽(yáng)離子	Fe3+	Mg2+	Al3+	Cr3+
開始沉淀時(shí)的pH	2.7	——	——	——
沉淀完全時(shí)的pH	3.7	11.1	8	9（＞9溶解）

 

加入NaOH溶液使溶液呈堿性，Cr₂O₇^2―轉(zhuǎn)化為CrO₄^2―。濾液Ⅱ中陽(yáng)離子主要有      ；但溶液的pH不能超過(guò)8，其理由是               。

（5）鈉離子交換樹脂的反應(yīng)原理為：Mⁿ⁺＋nNaR→MR_n＋nNa⁺，利用鈉離子交換樹脂除去濾液Ⅱ中的金屬陽(yáng)離子是                   。

（6）寫出上述流程中用SO₂進(jìn)行還原的化學(xué)方程式                           。

 

Answer 1

【答案】

（1）250mL容量瓶（1分）、量筒（1分）

（2）升高反應(yīng)溫度、增大固體顆粒的表面積、加快攪拌速度等（3點(diǎn)中答到2點(diǎn)即給2分）

（3）2Cr³⁺ + 3H₂O₂ + H₂O ＝  Cr₂O₇^2—+ 8H⁺（2分）

（4）Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺（2分）

pH超過(guò)8會(huì)使部分Al(OH)₃溶解生成AlO₂^－，最終影響Cr(III)回收與再利用（2分）

（5）Ca²⁺、Mg²⁺（2分）

（6）3SO₂ + 2Na₂CrO₄ + 12H₂O ＝ 2CrOH(H₂O)₅SO₄↓+ Na₂SO₄ + 2NaOH （2分，

或3SO₂ + 2CrO₄^2－ + 12H₂O ＝ 2CrOH(H₂O)₅SO₄↓+ SO₄^2－ + 2OH^－）

【解析】（1）考查物質(zhì)的量濃度的配制。根據(jù)所給的儀器可知，好缺少250ml容量瓶和量筒。

（2）考查外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響�？蓮臏囟龋瑵舛群徒佑|面積等角度進(jìn)行考慮。

（3）考查氧化還原反應(yīng)方程式的配平，依據(jù)得失電子守恒進(jìn)行配平。

（4）根據(jù)沉淀時(shí)的pH值可以判斷，當(dāng)pH＝8時(shí)，溶液中的Fe³⁺、Al³⁺已經(jīng)以氫氧化物沉淀的形成析出，溶液中的陽(yáng)離子主要還有Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺。因?yàn)閜H太高，會(huì)溶解氫氧化鋁沉淀，影響其后續(xù)實(shí)驗(yàn)的分離和提純。

（5）根據(jù)鈉離子交換樹脂的反應(yīng)原理可知，濾液中的Ca²⁺、Mg²⁺將被交換而除去。

（6）根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)前后的變化可知二氧化硫是用來(lái)還原溶液中的CrO₄^2―，其還原產(chǎn)物是CrOH(H₂O)₅SO₄，然后根據(jù)得失電子守恒配平即可。