Question

利用化學(xué)原理可以對工廠排放的廢水、廢渣等進行有效檢測與合理處理．
Ⅰ．染料工業(yè)排放的廢水中含有大量有毒的NO₂?，可以在堿性條件下加入鋁粉除去（加熱處理后的廢水，會產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體）．除去NO₂^-的離子方程式為

 

．
Ⅱ．某工廠對制革工業(yè)污泥中Cr（Ⅲ）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⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺）：

部分陽離子常溫下以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：

陽離子	Fe3+	Fe2+	Mg2+	Al3+	Cu2+	Cr3+
開始沉淀時的pH	1.9	7.0	--	--	4.7	--
沉淀完全時的pH	3.2	9.0	11.1	8	6.7	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

 

．
（2）加入H₂O₂的作用是

 

．
（3）鈉離子交換樹脂的原理為：Mⁿ⁺+nNaR→MR_n+nNa⁺，被交換的雜質(zhì)離子是

 

（選填：Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺）．
Ⅲ．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^-1，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⁺的實驗步驟①

 

②

 

③過濾．（提供的藥品：Cl₂  濃H₂SO₄  NaOH溶液  CuO  Cu）

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,探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗設(shè)計題

分析：Ⅰ、鋁與強堿能反應(yīng)生成偏鋁酸鹽，高中學(xué)過的能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體是氨氣，由此判斷該反應(yīng)的生成物，從而寫出離子方程式．
Ⅱ、硫酸浸取液中金屬離子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺，加入過氧化氫氧化鉻離子為高價態(tài)，加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液PH使其他離子沉淀，過濾得到濾液用鈉離子交換樹脂交換鎂離子和鈣離子，得到 溶液中通入二氧化硫還原得到Cr（OH）（H₂O）₅SO₄；
（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；
（2）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)；
（3）鈉離子交換樹脂交換 的離子是鈣離子和鎂離子；
Ⅲ、除雜的原則是：除去雜質(zhì)且不引進新的雜質(zhì)，除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺，必須先使Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，再加入氧化銅除去多余的氯氣，調(diào)節(jié)溶液的PH值，使Fe³⁺完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵從而除去溶液中的Fe³⁺．

解答： 解：Ⅰ、根據(jù)題意知，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體是氨氣，鋁與強堿能反應(yīng)生成偏鋁酸鹽，鋁是還原劑，NO₂^-是氧化劑，所以能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成偏鋁酸鹽和氨水，離子方程式為：2Al+OH^-+NO₂^-+2H₂O=2AlO₂^-+NH₃?H₂O，故答案為：2Al+OH^-+NO₂^-+2H₂O=2AlO₂^-+NH₃?H₂O；
Ⅱ、（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）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，
故答案為：將Cr³⁺轉(zhuǎn)變成較高價態(tài)的鉻，以便于與雜質(zhì)離子分離；
（3）鈉離子交換樹脂交換 的離子是鈣離子和鎂離子，故答案為：Ca²⁺、Mg²⁺；
Ⅲ．①除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺，根據(jù)生成沉淀所需溶液 的PH值知，若使Fe²⁺轉(zhuǎn)化為沉淀時，銅離子已經(jīng)完全沉淀，所以不符合題意，故首先把Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，加入氧化劑且不引進新的雜質(zhì)，所以首先要通入足量氯氣將Fe²⁺氧化成Fe³⁺；
故答案為：通入足量氯氣將Fe²⁺氧化成Fe³⁺；
②通入足量氯氣后，溶液呈酸性，所以要加入某種物質(zhì)除去溶液中的酸且不引進新的雜質(zhì)，所以要加入氧化銅，使酸轉(zhuǎn)化為氯化銅，當(dāng)溶液的pH值4.7時，銅離子開始出現(xiàn)沉淀，當(dāng)溶液的pH值為3.2時，三價鐵離子沉淀完全，銅離子未產(chǎn)生沉淀，所以要使三價鐵離子和銅離子分離，溶液的pH值應(yīng)為[3.2，4.7）；
故答案為：加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH至[3.2，4.7）．

點評：本題考查了離子方程式的書寫、物質(zhì)的分離等知識點，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)．