Question

【題目】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到約__，檢驗Fe3+已經除盡的操作是__；②將濁液加到80℃，__；

(3)寫出還原步驟中加入NaHSO3生成Cu2O固體反應的離子方程式__，此步驟中加入NaHSO3得到Cu2O的產率為95%，若NaHSO3過量，除了浪費試劑外，還會出現(xiàn)的問題是__；

(4)在FeS飽和溶液中存在：FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq)，常溫下FeS的Ksp=6.25×10-18。又知FeS飽和溶液中c(H+)與c(S2-)之間存在以下限量關系：c2(H+)c(S2-)=1.0×10-22，為了使溶液中c(Fe2+)達到1molL-1，現(xiàn)將適量FeS投入其飽和溶液中，應調節(jié)溶液中的c(H+)為___。

Answer 1

【答案】CuSO4 3.2 取樣，加KSCN溶液，若不變紅，則說明Fe3+已除盡 趁熱過濾 2H2O+HSO+2Cu2+=Cu2O↓+SO+5H+ 產生SO2污染環(huán)境 4×10-3molL-1

【解析】

電鍍污泥中含有Fe2O3、CuO、Cr2O3，加入H2SO4浸出，均轉化為相應的離子，溶液中存在Fe3＋、Cu2＋、Cr3＋；加入Ca(OH)2除去Fe3＋，加入NaHSO3，Cu2＋與之反應轉化為Cu2O，最終轉化為Cu；最后調節(jié)pH得到Cr(OH)3沉淀，最后得到Cr。

(1)浸出過程中，Fe2O3、CuO、Cr2O3均會反應，除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3，還有CuSO4；

(2)根據表格中的數(shù)據，Fe3＋要沉淀完全，pH需大于3.2，而Cu2＋、Cr3＋不沉淀，因此pH應小于4.3，則加入石灰乳調節(jié)pH到約3.2；

檢驗Fe3＋已經除盡，可以取少量過濾后的溶液，向其中加入KSCN，如果不變紅，說明沒有Fe3＋，Fe3＋已經除盡；操作是取樣，加KSCN溶液，若不變紅，則說明Fe3+已除盡；

加入石灰乳，除了Fe(OH)3，還會有CaSO4生成，根據其溶解度與溫度的關系曲線，可以在較高溫度下，過濾除去CaSO4；因此將濁液加到80℃，趁熱過濾；

(3)HSO3－中的S的化合價升高，從＋4到＋6，Cu的化合價降低，從＋2到＋1，化合價升降守恒，因此HSO3－和Cu2＋的系數(shù)比為1：2，再根據物料守恒和電荷守恒配平，其離子方程式為2H2O+HSO3－+2Cu2＋=Cu2O↓+SO42－+5H＋；

根據離子方程式可知，反應會產生硫酸，若NaHSO3過量，可能會產生SO2污染環(huán)境；

(4) 溶液中c(Fe2+)達到1molL-1，根據Ksp=c(Fe2＋)·c(S2－)=6.25×10-18，則c(S2-)=；又知FeS飽和溶液中c(H+)與c(S2-)之間存在以下限量關系：c2(H+)c(S2-)=1.0×10-22，則c(H＋)= 。