Question

【題目】某工廠對制革工業(yè)污泥中Cr元素的回收與再利用工藝如下(硫酸浸取液中金屬離子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋)：

常溫下部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見表：

陽離子	Fe3＋	Fe2＋	Mg2＋	Al3＋	Cu2＋	Cr3＋
開始沉淀時(shí)的pH	1.9	7.0	－	－	4.7	－
沉淀完全時(shí)的pH	3.2	9.0	11.1	8	6.7	9(＞9溶解)

（1）酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施是___(寫一條即可)。

（2）調(diào)pH＝8是為了除去___(填Fe3＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋)。

（3）試配平氧化還原反應(yīng)方程式：_Na2Cr2O7＋_SO2＋_H2O=________Cr(OH)(H2O)5SO4＋_Na2SO4；每生成1molCr(OH)(H2O)5SO4消耗SO2的物質(zhì)的量為___。

（4）印刷電路銅板腐蝕劑常用FeCl3。腐蝕銅板后的混合溶液中，若Cu2＋、Fe3＋和Fe2＋的濃度均為0.10mol/L，請參照上表給出的數(shù)據(jù)和提供的藥品，簡述除去CuCl2溶液中Fe3＋ 和Fe2＋的實(shí)驗(yàn)步驟：①___；②___；③過濾。(提供的藥品：Cl2、濃H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu)。

Answer 1

【答案】升高溫度、攪拌、過濾后再向?yàn)V渣中加入硫酸(多次浸取)、適當(dāng)延長浸取時(shí)間 Fe3＋、Al3＋ 1 3 11 2 1 1.5mol 通入足量氯氣將Fe2＋氧化成Fe3＋ 加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH至3.2～4.7

【解析】

硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+和Mg2+，雙氧水有強(qiáng)氧化性，能氧化還原性的物質(zhì)，Fe2+和Cr3+有還原性，Fe2+和Cr3+能被雙氧水氧化為高價(jià)離子，以便于與雜質(zhì)離子分離；加入NaOH溶液調(diào)pH=8，Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為沉淀除去；最后鈉離子交換樹脂交換的離子是鈣離子和鎂離子，據(jù)此分析。

硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+和Mg2+，雙氧水有強(qiáng)氧化性，能氧化還原性的物質(zhì)，Fe2+和Cr3+有還原性，Fe2+和Cr3+能被雙氧水氧化為高價(jià)離子，以便于與雜質(zhì)離子分離；加入NaOH溶液調(diào)pH=8，Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為沉淀除去；最后鈉離子交換樹脂交換的離子是鈣離子和鎂離子。

I、（1）酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施是：升高溫度、適當(dāng)延長浸取時(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、過濾后再向?yàn)V渣中加入硫酸(多次浸取)、適當(dāng)延長浸取時(shí)間；

（2）硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+和Mg2+，加入H2O2將Fe2+和Cr3+氧化，加入NaOH溶液調(diào)pH=8，Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為沉淀除去；

故答案為：Fe3+、Al3+；

（3）反應(yīng)中，Na2Cr2O7中Cr元素的化合價(jià)由+6價(jià)降至Cr(OH)(H2O)5SO4中+3價(jià)，1molNa2Cr2O7得到6mol電子，S元素的化合價(jià)由+4價(jià)升至+6價(jià)，1molSO2失去2mol電子，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒，配平后的方程式為：Na2Cr2O7+3SO2+11H2O=2Cr（OH）（H2O）5SO4+Na2SO4，

根據(jù)方程式：3SO2～2 Cr(OH)(H2O)5SO4

3 mol 2mol

n（SO2） 1mol

所以n（SO2）=1.5mol；

（4）根據(jù)上表給出的數(shù)據(jù)和提供的藥品，除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的實(shí)驗(yàn)步驟是：通入足量的氯氣將Fe2+氧化為Fe3+、加入CuO調(diào)節(jié)溶液pH值3.2~4.7使鐵離子沉淀完全，然后過濾，

故答案為：①通入足量氯氣將Fe2+氧化成Fe3+；②加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH至3.2～4.7。