Question

曲靖“鉻渣污染”事件說明對重金屬進行無害化處理具有重要意義．某工廠對制革工業(yè)污泥中Cr（Ⅲ）的回收與再利用工藝如圖所示（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、玻璃棒和量筒外，還需

 

．
（2）酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施有

 

、

 

．
（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，部分陽離子以氯氧化物形式沉淀時溶液的pH如下：

陽離子	Fe3+	Fe2+	Mg2+	Al3+	Cu2+	Cr3+
開始沉淀時的pH	2.7	7.0	-	-	4.7	-
沉淀完全是的pH	3.7	9.0	11.1	8	6.7	9（＞9溶解）

加入NaOH溶液使溶液呈堿性，Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為CrO₄^2-．溶液的pH不能超過8，其理由是

 

．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中的金屬陽離子是

 

．
（5）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0.10mol?L^-1，請參照上表給出的數(shù)據(jù)和提供的藥晶，簡述除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺的實驗步驟（提供的藥品：Cl₂、濃H₂SO₄、NaOH溶液、CuO、Cu）
①

 

；
②

 

；
③過濾．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,制備實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）依據(jù)溶液配制的步驟和過程分析所用到的儀器，主要儀器應(yīng)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(zhì)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）酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施是延長浸取時間、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；
（3）根據(jù)雙氧水的性質(zhì)分析，雙氧水有強氧化性，能氧化還原性的物質(zhì)，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒、原子守恒配平書寫離子方程式；
（4）硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺．加入過氧化氫氧化鉻離子為Cr₂O₇^2-，加入NaOH溶液使溶液呈堿性，Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為CrO₄^2-；超過PH=8，氫氧化鋁是兩性氫氧化物會溶解于強堿溶液中影響鉻離子的回收利用；鈉離子交換樹脂交換 的離子是鈣離子和鎂離子．
（5）、除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺的實驗步驟是：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、過濾．

解答： 解：（1）、配置一定物質(zhì)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，故答案為：250mL容量瓶、膠頭滴管；
（2）、酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施是：延長浸取時間、加快溶解速度等措施，
故答案為：升高反應(yīng)溫度；增大固體顆粒的表面積；
（3）、雙氧水有強氧化性，能氧化還原性的物質(zhì)，Cr³⁺有還原性，Cr³⁺能被雙氧水氧化為高價離子，以便于與雜質(zhì)離子分離，反應(yīng)的離子方程式：2Cr³⁺+3H₂O₂+H₂O=Cr₂O₇^2-+8H⁺；
故答案為：2Cr³⁺+3H₂O₂+H₂O=Cr₂O₇^2-+8H⁺；
（4）、超過PH=8，氫氧化鋁是兩性氫氧化物會溶解于強堿溶液中影響鉻離子的回收利用；鈉離子交換樹脂交換的離子是鈣離子和鎂離子；
故答案為：pH超過8會使部分Al（OH）₃溶解生成AlO₂^-，最終影響Cr（III）回收與再利用； Ca²⁺、Mg²⁺；
（5）、根據(jù)上表給出的數(shù)據(jù)和提供的藥晶，除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺的實驗步驟是：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、過濾．
故答案是：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．

點評：本題考查了離子方程式、化學方程式的書寫、物質(zhì)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(zhì)且不引進新的雜質(zhì)，本題難度較大．