工業(yè)上利用電鍍污泥(主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分難溶雜質(zhì))回收銅和鉻等金屬,回收流程如下:

已知部分物質(zhì)沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲線如圖2:
Fe3+Cu2+Cr3+
開始沉淀pH2.14.74.3
完全沉淀pH3.26.7a
(1)在浸出過程中能生成Cr2(SO43、
 

(2)在除鐵操作中,需要除去Fe3+和CaSO4(已知CaSO4的溶解度在80℃較小),請完成相關(guān)操作:①加入石灰乳調(diào)節(jié)pH到
 
;②將濁液加熱到80℃,
 

(3)寫出還原步驟中加入NaHSO3生成Cu2O固體的離子反應(yīng)方程式
 
,此步驟中加入NaHSO3得到Cu2O的產(chǎn)率為95%,若NaHSO3過量,除了浪費試劑外,還會出現(xiàn)的問題是
 

(4)化學需氧量(COD)可量度水體受有機污染的程度.用K2Cr2O7作強氧化劑處理水樣時所消耗的K2Cr2O7的量,可換算成相當于O2的含量(以mg?L-1計.)
①處理時,水樣應(yīng)先酸化,最好選用
 
(填“稀硝酸”、“稀硫酸”或“稀鹽酸”)酸化.
②在該條件下,Cr2O72-最終轉(zhuǎn)化為Cr3+.取水樣100mL,消耗了10mL0.025mol?L-1K2Cr2O7溶液.則該水樣的COD為
 
mg?L-1
考點:金屬的回收與環(huán)境、資源保護
專題:實驗設(shè)計題,控制單因變量法
分析:污泥(主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分難溶雜質(zhì))回收銅和鉻等金屬,在污泥中加入硫酸酸浸,過濾,在濾液中加入熟石灰調(diào)節(jié)溶液PH沉淀鐵離子,加入亞硫酸氫鈉還原得到氧化亞銅,用來制備銅,加入氫氧化鈣調(diào)節(jié)溶液PH得到氫氧化鉻,得到金屬鉻;
(1)根據(jù)氧化銅和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水、Fe2O3與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水進行解答;
(2)根據(jù)圖表可知鐵離子完全沉淀pH為3.2以及溫度越高;
(3)亞硫酸氫根離子具有強的還原性,能和銅離子之間發(fā)生反應(yīng)生成硫酸根離子以及氧化亞銅;
(4)①K2Cr207具有強氧化性,應(yīng)用稀硫酸酸化;
②根據(jù)得失電子守恒折算成氧氣的量,進而計算化學需氧量.
解答: 解:污泥(主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分難溶雜質(zhì))回收銅和鉻等金屬,在污泥中加入硫酸酸浸,過濾,在濾液中加入熟石灰調(diào)節(jié)溶液PH沉淀鐵離子,加入亞硫酸氫鈉還原得到氧化亞銅,用來制備銅,加入氫氧化鈣調(diào)節(jié)溶液PH得到氫氧化鉻,得到金屬鉻;
(1)氧化銅和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,Cr2O3與硫酸反應(yīng)生成硫酸鉻和水,氧化鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水,所以在浸出過程中除了生成Cr2(SO43外,主要還有CuSO4、Fe2(SO43;
故答案為:CuSO4、Fe2(SO43;
(2)根據(jù)圖表可知鐵離子完全沉淀pH為3.2,所以在除鐵操作中,需要除去Fe3+和CaSO4,相關(guān)操作:①加入石灰乳調(diào)節(jié)pH到3.2~4.3;②將濁液加熱到80℃,趁熱過濾;
故答案為:3.2~4.3;趁熱過濾;
(3)硫酸氫根離子具有強的還原性,能和銅離子之間發(fā)生反應(yīng)生成硫酸根離子以及氧化亞銅,發(fā)生的反應(yīng)為:2H2O+HSO3-+2Cu2+=Cu2O↓+SO42-+5H+,在酸性環(huán)境下,亞硫酸氫根離子和氫離子之間反應(yīng)生成的二氧化硫具有毒性,能污染空氣,
故答案為:2H2O+HSO3-+2Cu2+=Cu2O↓+SO42-+5H+;產(chǎn)生SO2污染環(huán)境;
(4)①K2Cr207具有強氧化性,能氧化氯離子,硝酸具有強氧化性,干擾水樣的COD測定,所以加入硫酸酸化,故答案為:稀硫酸;
②n(K2Cr2O7)=0.01L×0.02500mol/L=2.5×10-4mol,Cr2O72-最終轉(zhuǎn)化為Cr3+,得電子:2×(6-3)×2.5×10-4mol=1.5×10-3mol,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移,相等于
1
4
×1.5×10-3mol氧氣,m(O2)=
1
4
×1.5×10-3mol×32g/mol=1.2×10-2g=12mg,所以:COD=
12mg
0.1L
=120mg?L-1
故答案為:120.
點評:本題考查了離子方程式的書寫、物質(zhì)的分離、氧化還原計算等知識點,題目難度中等,注意會運用溶液的pH值對溶液中的離子進行分離,除雜的原則是:除去雜質(zhì)且不引進新的雜質(zhì).(4)注意利用電子守恒解答.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:

下列離子方程式書寫正確的是(  )
A、向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液至中性:Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O
B、NaOH溶液與足量的Ca(HCO32溶液反應(yīng):2HCO3-+2OH-+Ca2+═CaCO3↓+2H2O
C、等物質(zhì)的量的FeBr2和Cl2在溶液中的反應(yīng):2Fe2++2Br -+2Cl2═2Fe3++Br2+4Cl-
D、重鉻酸鉀溶液中滴加氫氧化鈉溶液后變?yōu)辄S色:Cr2O72-(橙色)+OHˉ?2CrO42- (黃色)+H2O

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科目:高中化學 來源: 題型:

實驗室制取氯氣,并用氯氣與金屬鈉反應(yīng),裝置如圖所示,微型燒杯中固體KMnO4與滴入濃鹽酸反應(yīng)的化學方程式是2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O根據(jù)題意回答下列問題:

(1)實驗室少量金屬鈉保存在
 
中,取用一小塊金屬鈉要用到的儀器有鑷子、小刀、濾紙、
 

(2)擠壓吸有濃鹽酸的滴管,反應(yīng)一段時間后,向金屬鈉表面加入一滴水,金屬鈉即發(fā)生燃燒,金屬鈉在氯氣中燃燒的現(xiàn)象是
 
,干燥管中堿石灰的作用是
 

(3)反應(yīng)結(jié)束后,用注射器從裝水滴管膠頭插入針頭,向廣口瓶中加入水,待瓶內(nèi)氣體變?yōu)闊o色后,打開瓶塞,小心取出微型燒杯,廣口瓶里溶液中一定含有(H-和OH-除外)
 
離子(填寫離子符號)
(4)欲測試廣口瓶中溶劑的酸堿性,不宜用pH試紙的理由是
 

(5)某同學認真分析了該試驗裝置后,認為實驗時可能不安全,有一定危險,該同學得出此結(jié)論的理由是
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列離子組在給定條件下能否大量共存的判斷正確,所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式也正確的是(  )
選項條 件離子組離子共存判斷及反應(yīng)的離子方程式
A滴加氨水Na+、Al3+、Cl-、NO3-不能共存,
Al3++3OH-═Al(OH)3
BpH=1的溶液Fe2+、Al3+、SO42-、MnO4-不能共存,5Fe2++MnO4-+8H+
═Mn2++5Fe3++4H2O
C由水電離出的H+濃度為1×10-12 mol?L-1NH4+、Na+、NO3-、Cl-一定能共存,
NH4++H2O═NH3?H2O+H+
D通入少量SO2氣體K+、Na+、ClO-、SO42-不能共存,2ClO-+SO2+H2O═
2HClO+SO32-
A、AB、BC、CD、C

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科目:高中化學 來源: 題型:

在2L密閉容器中,充入amolN2和bmolH2,在一定溫度下N2+3H2?2NH3,達到平衡,容器中還剩余cmolN2,則平衡時N2的轉(zhuǎn)化率是
 
,H2的轉(zhuǎn)化率是
 
,容器中H2的平衡濃度是
 
mol/L,該溫度下平衡常數(shù)的數(shù)值為
 
.(用a、b、c表示出計算式即可)

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科目:高中化學 來源: 題型:

密閉容器中的平衡體系H2+I2(g)?2HI(g)△H<O,欲使HI濃度增大,可采取的措施是(  )
A、擴大體積B、升溫
C、降溫D、加催化劑

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科目:高中化學 來源: 題型:

氫氣是一種新型的綠色能源,又是一種重要的化工原料.
(1)氫氣燃燒熱值高.實驗測得,在常溫常壓下,1g H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出142.9kJ熱量.則表示H2燃燒熱的熱化學方程式為
 

(2)氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高,具有廣闊的發(fā)展前景.現(xiàn)用氫氧燃料電池進行如圖1所示實驗:

①氫氧燃料電池中,正極的電極反應(yīng)式為
 

②圖1裝置中,某一銅電極的質(zhì)量減輕3.2g,則a極上消耗的O2在標準狀況下的體積為
 
L
(3)氫氣是合成氨的重要原料,合成氨反應(yīng)的熱化方程式如下:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);△H=-92.4kJ/mol
當合成氨反應(yīng)達到平衡后,改變某一外界條件(不改變N2、H2和NH3的量),反應(yīng)速率與時間的關(guān)系如圖2所示.如圖中t1時引起平衡移動的條件可能是
 
,其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段時間是
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

以氨氣代替氫氣研發(fā)氨燃料電池是當前科研的一個熱點.
(1)氨燃料電池使用的電解質(zhì)溶液是2mol?L-1的KOH溶液,電池反應(yīng)為:4NH3+3O2=2N2+6H2O.該電池負極的電極反應(yīng)式為
 
;每消耗1.7g NH3轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為
 

(2)用氨燃料電池電解CuSO4溶液,如右圖所示,A、B均為鉑電極,通電一段時間后,在A電極上有紅色固體析出,則B電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為
 
;此時向所得溶液中加入8gCuO固體后恰好可使溶液恢復到電解前的濃度,則電解過程中收集到的氣體在標準狀況下體積為
 
L.
(3)納米級氧化亞銅(Cu2O)是一種重要光電材料.現(xiàn)用銅棒和石墨做電極,飽和食鹽水做電解質(zhì)制備納米級氧化亞銅(Cu2O),電解反應(yīng)為2Cu+H2O
 通電 
.
 
Cu2O+H2↑銅棒上發(fā)生的電極反應(yīng)式為
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

材料是人類生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),合理使用材料可以改善人類生活.
①光導纖維的主要成份是
 

②橡膠是制造輪胎的重要原料,天然橡膠通過
 
措施可增大強度和彈性.
③居室裝修所使的人造板材會釋放出一種揮發(fā)性氣體物質(zhì),長期接觸會引起過敏性皮炎,免疫功能異常,該揮發(fā)性物質(zhì)是
 

④安裝有汽車尾氣催化光解設(shè)施,它能將汽車尾氣中CO和NOx反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體,寫出CO和NO在一定條件下反應(yīng)的化學方程式
 

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