Question

工業(yè)上利用電鍍污泥（主要含有Fe₂O₃、CuO、Cr₂O₃及部分難溶雜質）回收銅和鉻等金屬，回收流程如圖1：

已知部分物質沉淀的pH及CaSO₄的溶解度曲線如圖2：

	Fe3+	Cu2+	Cr3+
開始沉淀pH	2.1	4.7	4.3
完全沉淀pH	3.2	6.7	a

（1）在浸出過程中除了生成Fe₂（SO₄）₃、Cr₂（SO₄）₃外，主要還有

 

（2）在除鐵操作中，需要除去Fe³⁺和CaSO₄，請完成相關操作：①加入石灰乳調節(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）當離子濃度≤1×10^-5 mol?L^-1認為沉淀完全，若要使Cr³⁺完全沉淀則要保持c（OH^-）≥

 

．已知：Ksp[Cr（OH）₃]=6.3×10^-31，

3	63

≈4.0）

Answer 1

考點：金屬的回收與環(huán)境、資源保護,難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質

專題：電離平衡與溶液的pH專題,幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）根據(jù)氧化銅和硫酸反應生成硫酸銅和水進行解答；
（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)生反應生成硫酸根離子以及氧化亞銅；
（4）根據(jù)Ksp[Cr（OH）₃]=c（Cr³⁺）?（OH^-）³來計算回答．

解答： 解：（1）氧化銅和硫酸反應生成硫酸銅和水，所以在浸出過程中除了生成Fe₂（SO₄）₃、Cr₂（SO₄）₃外，主要還有硫酸銅；故答案為：CuSO₄；
（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，相關操作：①加入石灰乳調節(jié)pH到3.2；②將濁液加熱到80℃，
趁熱過濾；故答案為：3.2；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)生反應生成硫酸根離子以及氧化亞銅，發(fā)生的反應為：2H₂O+HSO₃^-+2Cu²⁺=Cu₂O↓+SO₄^2-+5H⁺ 
，在酸性環(huán)境下，亞硫酸氫根離子和氫離子之間反應生成的二氧化硫具有毒性，能污染空氣，故答案為：2H₂O+HSO₃^-+2Cu²⁺=Cu₂O↓+SO₄^2-+5H⁺；產(chǎn)生SO₂污染環(huán)境；
（4）當離子濃度≤1×10^-5 mol?L^-1認為沉淀完全，若要使Cr³⁺完全沉淀則要保持c（OH^-）≥

3	Ksp c(Cr3+)

=

3	6.3×10-31 1×10-5

=4.0×10^-9 mol?L^-1，故答案為：4.0×10^-9 mol?L^-1．

點評：本題考查了離子方程式的書寫、物質的分離等知識點，難度不大，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．