Question

某工廠對制革工業(yè)污泥中Cr（Ⅲ）回收與再利用工藝流程如下（硫酸浸取液中金屬離子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Mg²⁺）：

已知：①+3價Cr在酸性溶液中性質穩(wěn)定，當pH＞9時以CrO₄^2﹣形式存在且易氧化；

②常溫下，部分陽離子以氫氧化物形式沉淀是溶液的pH如下：

陽            Fe      Mg        Al       Cr

開始沉淀時的H 1.9     9.0       ﹣﹣     ﹣﹣

沉淀完全時的H 3．     11.1      8        9（＞9溶解）

（1）實驗室用18.4mol•L^﹣1的濃硫酸配制250mL 4.8mol•L^﹣1的硫酸溶液，所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒和吸量管（一種能精確量取一定體積液體的儀器）外，還需量    ；

（2）濾渣II是   ，過濾II步驟能否省略，為什么？

．

（3）寫出濾液中加入H₂O₂發(fā)生反應的兩種方程式    ；

（4）取得到的Na₂CrO₄晶體0.48g，加入硫酸溶液得到Na₂CrO溶液，用0.3000 mol•L^﹣1滴定至終點時（鉻被還原為Cr³⁺），消耗20.00mL標準溶液．

①盛裝FeSO₄標準溶液應用酸式滴定管（填“酸式”或“堿式”），滴定時的操作為：    

②計算該產品中Na₂CrO₄的質量分數為   ．

Answer 1

考點：  物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用．

分析：  含鉻污泥預處理后，酸浸溶解，用NaOH調節(jié)pH=8，Al³⁺、Fe³⁺完全沉淀，過濾除去Fe（OH）₃、Al（OH）₃；再調節(jié)pH＞11，沉淀Mg²⁺，加入雙氧水，Cr³⁺能被雙氧水氧化為Na₂CrO₄溶液，蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，得到Na₂CrO₄晶體．

（1）依據溶液配制的步驟和過程分析所用到的儀器，主要儀器應有配制溶液的容量瓶和定容需要的膠頭滴管；配置一定物質的量濃度的溶液所需的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、吸量管、容量瓶和膠頭滴管；

（2）用NaOH調節(jié)pH=8，Al³⁺、Fe³⁺完全沉淀；不能省略過濾Ⅱ，若不經過濾除去，當繼續(xù)加入NaOH時，Al（OH）₃會溶解，引入雜質離子AlO₂^﹣；

（3）根據雙氧水的性質分析，雙氧水有強氧化性，能氧化還原性的物質，依據氧化還原反應電子守恒、原子守恒配平書寫離子方程式；

（4）①FeSO₄標準溶液顯酸性，用酸式滴定管盛放；

②滴定時，左手控制活塞，右手震蕩錐形瓶，眼睛注視錐形瓶內顏色變化，滴定至終點時，記錄標準液的體積；

③根據滴定關系式計算：Na₂CrO₄～3FeSO₄．

解答：  解：含鉻污泥預處理后，酸浸溶解，用NaOH調節(jié)pH=8，Al³⁺、Fe³⁺完全沉淀，過濾除去Fe（OH）₃、Al（OH）₃；再調節(jié)pH＞11，沉淀Mg²⁺，加入雙氧水，Cr³⁺能被雙氧水氧化為Na₂CrO₄溶液，蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，得到Na₂CrO₄晶體．

（1）配置一定物質的量濃度的溶液所需的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、量筒、吸量管、容量瓶和膠頭滴管，

故答案為：量筒、250mL容量瓶、膠頭滴管；

（2）用NaOH調節(jié)pH=8，Al³⁺、Fe³⁺完全沉淀，故濾渣Ⅱ是Fe（OH）₃、Al（OH）₃；不能省略過濾Ⅱ，若不經過濾除去，當繼續(xù)加入NaOH時，Al（OH）₃會溶解，引入雜質離子AlO₂^﹣；

故答案為：Fe（OH）₃、Al（OH）₃；不能，當pH=8時，Al³⁺已經完全轉化為沉淀，若不經過濾除去，當繼續(xù)加入NaOH時，Al（OH）₃會溶解，引入雜質離子AlO₂^﹣；

（3）雙氧水有強氧化性，能氧化還原性的物質，Cr³⁺有還原性，Cr³⁺能被雙氧水氧化為高價離子，以便于與雜質離子分離，反應的離子方程式：2Cr³⁺+3H₂O₂+H₂O=Cr₂O₇^2﹣+8H⁺；

故答案為：2Cr³⁺+3H₂O₂+H₂O=Cr₂O₇^2﹣+8H⁺；

（4）①FeSO₄標準溶液顯酸性，用酸式滴定管盛放；故答案為：酸式；

②滴定時，左手控制活塞，右手震蕩錐形瓶，眼睛注視錐形瓶內顏色變化，滴定至終點時，記錄標準液的體積；

故答案為：左手控制活塞，右手震蕩錐形瓶，眼睛注視錐形瓶內顏色變化，滴定至終點時，記錄標準液的體積；

③根據滴定關系式：Na₂CrO₄～3FeSO₄

                   1       3

                   n      0.300mol/L×0.020L，解之得n=0.002mol

m（Na₂CrO₄）=0.002mol×162g/mol=0.324g

該產品中Na₂CrO₄的質量分數為×100%=66.67%；

故答案為：66.67%．

點評：  本題考查了離子方程式、化學方程式的書寫、物質的分離等知識點，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且不引進新的雜質，本題難度較大．