Question

【題目】環(huán)境問題是廣大群眾關(guān)注的熱點(diǎn)話題之一，化工廠排放的廢水、廢渣一般利用化學(xué)原理可以進(jìn)行排放物達(dá)標(biāo)檢測(cè)與無害化處理。某皮革廠對(duì)制革工業(yè)污泥中Cr(Ⅲ)的處理工藝流程如下：

已知：①酸浸后的溶液中的金屬離子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋。

②常溫下，部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH如下：

陽離子	Fe3＋	Mg2＋	Al3＋	Cr3＋
沉淀完全時(shí)的pH	3.7	11.1	5.4	9
沉淀溶解時(shí)的pH	—	—	>8溶解	>9溶解

(1)如需配制480 mL酸浸環(huán)節(jié)所需的硫酸，需要用量筒量取18.4 mol·L－1的濃硫酸____mL；配制時(shí)所用玻璃儀器除量筒、燒杯和玻璃棒外，還需哪些儀器_____。

(2)經(jīng)氧化環(huán)節(jié)濾液Ⅰ中的Cr3＋轉(zhuǎn)化為Cr2O72-，寫出此反應(yīng)的離子方程式：________。

(3)調(diào)pH=8環(huán)節(jié)，既可以將溶液中某些雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀，同時(shí)又可以將Cr2O72-轉(zhuǎn)化為某種含鉻元素微粒，溶液顏色由橙色變?yōu)辄S色，請(qǐng)解釋該顏色變化的原因_______。

(4)鈉離子交換樹脂的反應(yīng)原理為Mn＋＋nNaRMRn＋nNa＋，則利用鈉離子交換樹脂可除去濾液Ⅱ中的金屬陽離子有________。

(5)請(qǐng)寫出流程中用SO2進(jìn)行還原時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：______________。

(6)沉淀滴定法是測(cè)定粒子濃度的方法之一，為了測(cè)定某廢水中SCN－的濃度，可用標(biāo)準(zhǔn)AgNO3溶液滴定待測(cè)液，已知：

銀鹽性質(zhì)	AgCl	AgI	AgCN	Ag2CrO4	AgSCN
顏色	白	黃	白	磚紅	白
Ksp	1.8×10－10	8.3×10－17	1.2×10－16	3.5×10－11	1.0×10－12

①滴定時(shí)可選為滴定指示劑的是________(填編號(hào))，

A.NaCl B.K2CrO4 C.KI D.NaCN

②如何確定該滴定過程的終點(diǎn)：_______________。

Answer 1

【答案】54.3 500 mL容量瓶、膠頭滴管 2Cr3＋＋3H2O2＋H2O=Cr2O72-＋8H＋ Cr2O72-＋2OH－2CrO42-＋H2O當(dāng)pH增大時(shí)該平衡向右移動(dòng)，溶液中Cr2O72-濃度減小、CrO42-離子濃度增大，顏色由橙色變?yōu)辄S色 Mg2＋、Ca2＋ 2CrO42-＋3SO2＋12H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SO42-＋2OH－ B 當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液時(shí)，出現(xiàn)磚紅色沉淀，且半分鐘內(nèi)沉淀顏色不改變

【解析】

向含鉻污泥中加入稀硫酸和水并將溶液pH調(diào)節(jié)為1，根據(jù)信息①知，硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，然后過濾，向?yàn)V液中加入雙氧水，Cr3+被氧化生成Cr2O72-，然后向溶液中加入NaOH溶液并調(diào)節(jié)溶液的pH=8，根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，溶液中Fe3+、Al3+生成沉淀，且溶液中Cr2O72-轉(zhuǎn)化為CrO42-，然后過濾，向?yàn)V液中加入鈉離子交換樹脂，除去Ca2+和Mg2+，最后向溶液中通入二氧化硫，發(fā)生反應(yīng)2CrO42-+3SO2+12H2O＝2Cr(OH)(H2O)5SO4↓+SO42-+2OH-，以此解答該題。

(1)根據(jù)c1V1=c2V2列等式，18.4×V1×10-3=2×500×10-3，V1=54.3；配制時(shí)所用玻璃儀器除量筒、燒杯和玻璃棒外，還需用玻璃儀器為500mL容量瓶、膠頭滴管；

(2)根據(jù)電子得失守恒、原子守恒和電荷守恒，可知反應(yīng)的離子方程式為2Cr3＋＋3H2O2＋H2O＝Cr2O72-＋8H＋；

(3)溶液顏色由橙色變?yōu)辄S色說明Cr2O72-轉(zhuǎn)化為CrO42-，反應(yīng)的離子方程式為Cr2O72-＋2OH－2CrO42-＋H2O，當(dāng)pH增大時(shí)該平衡向右移動(dòng)，溶液中Cr2O72-濃度減小、CrO42-離子濃度增大，所以顏色由橙色變?yōu)辄S色；

(4)根據(jù)陽離子互換原則確定，利用鈉離子交換樹脂可除去濾液Ⅱ中的金屬陽離子有Mg2＋、Ca2＋；

(5)流程中用SO2進(jìn)行還原時(shí)，被氧化為SO42-，根據(jù)電子得失守恒、原子守恒和電荷守恒，可知發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2CrO42-＋3SO2＋12H2O＝2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SO42-＋2OH－；

(6)①指示劑選擇原則為顏色變化明顯、Ksp略微大于Ksp(AgSCN)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知K2CrO4作為指示劑，答案選B；

②滴定終點(diǎn)現(xiàn)象是當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液時(shí)，沉淀由白色變?yōu)榇u紅色，且半分鐘內(nèi)沉淀顏色不再改變。