Question

【題目】利用化學(xué)原理可以對工廠排放的廢水、廢渣等進(jìn)行有效檢測與合理處理。某工廠對制革工業(yè)污泥中Cr(III)的處理工藝流程如下：

其中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(shí)驗(yàn)室用18.4mol·L-1的濃硫酸配制250mL 4.8 mol·L-1的硫酸溶液，需量取濃硫酸___________mL；配制時(shí)所用玻璃儀器除量筒、燒杯和玻璃棒外，還需_________。

(2)酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施有____________________________。(答出兩點(diǎn))。

(3)H2O2的作用是將濾液I中的Cr3+轉(zhuǎn)化為Cr2O72-，寫出此反應(yīng)的離子方程式：______________。

(4)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+
開始沉淀時(shí)的pH	2.7	—	—	—
沉淀完全時(shí)的pH	3.7	11.1	5.4 (>8溶解)	9(>9溶解）

加入NaOH溶液使溶液呈堿性，Cr2O72-轉(zhuǎn)化為CrO42-．濾液Ⅱ中陽離子主要有_________；但溶液的pH不能超過8，其理由是_______________________。

(5)鈉離子交換樹脂的反應(yīng)原理為：Mn++nNaR→MRn+nNa+，利用鈉離子交換樹脂除去濾液Ⅱ中的金屬陽離子是__________________。

(6)寫出上述流程中用SO2進(jìn)行還原時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________________ 。

Answer 1

【答案】 65 250mL容量瓶、膠頭滴管 升高溫度（加熱）、攪拌等 2Cr3++ 3H2O2+ H2O ＝Cr2O72-+ 8H+ Ca2+、Mg2+ 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+ 3SO2＋2Na2CrO4＋12H2O===2CrOH(H2O)5SO4↓＋Na2SO4＋2NaOH (3SO2+ 2CrO42-+ 12H2O＝2CrOH(H2O)5SO4↓+ SO42-+ 2OH-)

【解析】（1）設(shè)需要的濃硫酸的體積為VmL，根據(jù)溶液稀釋定律C濃V濃=C稀V稀可知：18.4mol·L－1×VmL=250ml×4.8mol·L－1，解得V=65mL；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(shí)，為了提高浸取率可采取的措施是：延長浸取時(shí)間、加快溶解速度等措施，故答案為：升高反應(yīng)溫度；攪拌；增大固體顆粒的表面積；（3）雙氧水有強(qiáng)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(jià)離子，以便于與雜質(zhì)離子分離，故答案為：2Cr3＋+3H2O2+H2O=Cr2O72－+8H＋；（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Cr2O72－，加入NaOH溶液使溶液呈堿性，Cr2O72－轉(zhuǎn)化為CrO42－。溶液PH=8，F(xiàn)e3＋、Al3＋沉淀完全，濾液Ⅱ中陽離子主要Na＋、Ca2＋和Mg2＋；超過PH=8，氫氧化鋁是兩性氫氧化物會溶解于強(qiáng)堿溶液中影響鉻離子的回收利用；故答案為：Na＋、Mg2＋、Ca2＋；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；（5）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＋；（6）二氧化硫具有還原性，被濾液Ⅱ中通過離子交換后的溶液中Na2CrO4氧化為硫酸，Na2CrO4氧被還原為CrOH（H2O）5SO4，水溶液中生成氫氧化鈉溶液和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉，依據(jù)原子守恒分析書寫配平；33SO2＋2Na2CrO4＋12H2O===2CrOH(H2O)5SO4↓＋Na2SO4＋2NaOH (3SO2+ 2CrO42-+ 12H2O＝2CrOH(H2O)5SO4↓+ SO42-+ 2OH-)，故答案為：3SO2＋2Na2CrO4＋12H2O===2CrOH(H2O)5SO4↓＋Na2SO4＋2NaOH (3SO2+ 2CrO42-+ 12H2O＝2CrOH(H2O)5SO4↓+ SO42-+ 2OH-)。