Question

17．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)和處理．某工廠對(duì)制鉻工業(yè)污泥中Cr（Ⅲ）的回收與再利用工藝如下（硫酸浸液中金屬離子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺）：

常溫下部分陽(yáng)離子的氫氧化物形成沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)下表：

陽(yáng)離子	Fe3+	Fe2+	Mg2+	Al3+	Ca2+	Cr3+
開(kāi)始沉淀時(shí)的pH	1.9	7.0	9.6	4.2	9.7
沉淀完全時(shí)的pH	3.2	9.0	11.1	8.0	11.7	9.0（＞9.0 溶解）

（1）酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施是升高溫度，攪拌，過(guò)濾后再向?yàn)V渣中加入H₂SO₄ （多次浸取），適當(dāng)延長(zhǎng)浸取時(shí)間（至少一條）．
（2）調(diào)pH=4.0是為了除去Fe³⁺
（3）鈉離子交換樹(shù)脂的作用原理為Mⁿ⁺+nNaR→MR_n+nNa⁺，被交換的雜質(zhì)離子是Ca²⁺、Al³⁺、Mg²⁺
（4）試配平下列氧化還原反應(yīng)方程式：2Fe²⁺+1H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O（　�。�
（5）通入SO₂的目的是將六價(jià)鉻元素還原成三價(jià)鉻元素，生成Cr（OH）（H₂O）₅SO₄．

Answer 1

分析 （1）酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施是延長(zhǎng)浸取時(shí)間、加快溶解速度等措施；硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺，酸浸是溶解物質(zhì)為了提高浸取率，可以升高溫度增大物質(zhì)溶解度，增大接觸面積增大反應(yīng)速率，或加快攪拌速度等；
（2）硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺，加入NaOH溶液使溶液調(diào)節(jié)pH=4，F(xiàn)e³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀除去；
（3）鈉離子交換樹(shù)脂交換的離子是鈣離子和鎂離子、鋁離子；
（4）雙氧水有強(qiáng)氧化性，能將亞鐵離子氧化成鐵離子，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒、原子守恒配平書(shū)寫(xiě)離子方程式；
（5）依據(jù)流程圖中的轉(zhuǎn)化關(guān)系和產(chǎn)物，結(jié)合二氧化硫的還原性可知，二氧化硫能將六價(jià)鉻元素還原成三價(jià)鉻元素，生成Cr（OH）（H₂O）₅SO₄．

解答 解：（1）酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施是：增加浸取時(shí)間、不斷攪拌混合物、濾渣多次浸取等，
故答案為：升高溫度，攪拌，過(guò)濾后再向?yàn)V渣中加入H₂SO₄ （多次浸�。�，適當(dāng)延長(zhǎng)浸取時(shí)間；
（2）硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺，加入NaOH溶液使溶液呈堿性，溶液PH=4，F(xiàn)e³⁺、Al³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀除去；
故答案為：Fe³⁺；
（3）鈉離子交換樹(shù)脂交換的離子是鈣離子和鎂離子、鋁離子，因?yàn)樵诖酥�前，F(xiàn)e³⁺被除去，
故答案為：Ca²⁺、Al³⁺、Mg²⁺；
（4）雙氧水有強(qiáng)氧化性，能氧化還原性的物質(zhì)，F(xiàn)e²⁺有還原性，F(xiàn)e²⁺能被雙氧水氧化為鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2、1、2、2、2H₂O；
（5）依據(jù)流程圖中的轉(zhuǎn)化關(guān)系和產(chǎn)物，結(jié)合二氧化硫的還原性可知，二氧化硫能將六價(jià)鉻元素還原成三價(jià)鉻元素，生成Cr（OH）（H₂O）₅SO₄，
故答案為：將六價(jià)鉻元素還原成三價(jià)鉻元素，生成Cr（OH）（H₂O）₅SO₄．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了離子方程式、化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、物質(zhì)的分離等知識(shí)點(diǎn)，難度較大，注意會(huì)運(yùn)用溶液的pH值對(duì)溶液中的離子進(jìn)行分離，除雜的原則是：除去雜質(zhì)且不引進(jìn)新的雜質(zhì)．