Question

【題目】某工廠對工業(yè)污泥中的Cr元素回收與再利用的工藝如下（己知硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3＋，其次是少量的Fe2＋、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＋	Cr3＋
開始沉淀時的pH	1.9	7.0	—	一	—
沉淀完全時的pH	3.2	9.0	11.1	8	9 (>9溶解)

（1）實驗室用98% (密度為1.84 g·cm－3)的濃硫酸配制200mL4.8 mol·L－1的硫酸溶液，配制時需要量取98%的濃硫酸的體積為_________mL (保留小數(shù)點后一位小數(shù)），所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、量筒、膠頭滴管外，還需_____________________。

（2）在上述配制稀硫酸過程中，會導致所配溶液濃度偏大的操作是___________（填序號）

a. 轉移溶液時，沒有等溶液冷卻至室溫 b.量取濃硫酸時，俯視刻度線

c.當容量瓶中液體占容積2/3左右時，未振蕩搖勻 d. 定容時俯視刻度線

（3）加入H2O2的作用一方面是氧化＋3價Cr使之轉變成+6價Cr (CrO42－ 或Cr2O72－)，以便于與雜質(zhì)離子分離；另一方面是_____________________________。（離子方程式表示）

（4）調(diào)節(jié)溶液的pH=8除去的雜質(zhì)離子是___________________。

（5）鈉離子交換樹脂的原理為：Mn＋+nNaR→MRn +nNa＋，被交換的雜質(zhì)離子是________________。

（6）通SO2氣體時，其化學方程式為_______________________。

Answer 1

【答案】 65.2 250mL容量瓶 a c d 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋ ＝ 2Fe3＋＋2H2O Fe3＋、Al3＋ Ca2＋、Mg2＋ Na2Cr2O7＋3SO2＋11H2O ＝ 2CrOH(H2O)5SO4↓＋Na2SO4

【解析】（1）98% (密度為1.84 g·cm－3)的濃硫酸的物質(zhì)的量濃度為mol/L=18.4mol/L，實驗室用98% (密度為1.84 g·cm－3)的濃硫酸，配制200mL4.8 mol·L－1的硫酸溶液，應選用250mL容量瓶配制250mL溶液，所以配制時需要量取98%的濃硫酸的體積為=65.2mL。所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、量筒、膠頭滴管外，還需250mL容量瓶。

（2）在上述配制稀硫酸過程中，a. 轉移溶液時，沒有等溶液冷卻至室溫，定容后待冷卻到室溫，溶液體積會偏小，所配溶液濃度偏大；，b.量取濃硫酸時，俯視刻度線，量取濃硫酸體積偏小，所配溶液濃度偏小；c.當容量瓶中液體占容積2/3左右時，未振蕩搖勻，由于水的密度小于硫酸的密度，則定容、搖勻后溶液體積偏小，濃度偏大；d. 定容時俯視刻度線，所配溶液體積偏小，濃度偏大。綜上所述，會導致所配溶液濃度偏大的操作是a c d 。

（3）加入H2O2的作用一方面是氧化＋3價Cr使之轉變成+6價Cr (CrO42－　或Cr2O72－)，以便于與雜質(zhì)離子分離；另一方面是把亞鐵離子氧化為鐵離子以方便除雜，離子方程式為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋ ＝ 2Fe3＋＋2H2O。

（4）由表中數(shù)據(jù)可知，調(diào)節(jié)溶液的pH=8除去的雜質(zhì)離子是Fe3＋、Al3＋。

（5）Fe3＋、Al3＋除盡后 ，還有Ca2＋、Mg2＋未除去，所以被交換的雜質(zhì)離子是Ca2＋、Mg2＋。

（6）前面加入H2O2把＋3價Cr氧化成+6價Cr (CrO42－　或Cr2O72－)，根據(jù)產(chǎn)品CrOH(H2O)5SO4中鉻的化合價可知，通SO2氣體是為了把+6價Cr還原為+3價，所以其化學方程式為Na2Cr2O7＋3SO2＋11H2O ＝ 2CrOH(H2O)5SO4↓＋Na2SO4。