Question

【題目】某工業廢水中主要含有Cr3+，同時還含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，且酸性較強。為回收利用鉻，通常采用如下流程處理：

注：部分陽離子常溫下沉淀時的pH見下表

陽離子	Fe3+	Fe2+	Mg2+	Al3+	Cr3+
開始沉淀pH	1.4	7	9.1	3.4	4.3
完全沉淀pH	3.7	9.6	11.1	5.4(>8溶解)	9(>9溶解)

(1)氧化過程主要是氧化Fe2+和Cr3+，氧化Fe2+的目的是：________________；其中Cr3+被氧化為Cr2O72-,該反應的離子方程式為：____________，氧化Cr3+的目的是__________。

(2)選擇以下合適選項填空：加入NaOH溶液調整溶液pH=8時，除去的離子是________；已知鈉離子交換樹脂的原理：Mn++nNaR→MRn+nNa+,此步操作被交換除去的雜質離子是_____。

A．Fe3+ B．Al3+ C．Ca2+ D．Mg2+

(3)還原過程中，氧化劑和還原劑的物質的量之比為：_________________。

Answer 1

【答案】 氧化為Fe3+之后，可以通過調節溶液pH除去 2Cr3++3H2O2+H2O=Cr2O72-+8H+ 防止調節溶液pH時將Cr元素沉淀除去 AB CD 4∶3

【解析】某工業廢水中主要含有Cr3+，同時還含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，加雙氧水把亞鐵離子氧化為鐵離子，同時Cr3+被氧化為Cr2O72-，加氫氧化鈉調節pH=8，則Fe3+、Al3+轉化為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀，過濾，濾液中主要含有Cr2O72-、Ca2+和Mg2+等，通過鈉離子交換樹脂，除去Ca2+和Mg2+，然后加Na2S2O3把Cr2O72-還原為Cr3+，再調節pH得到Cr(OH)(H2O)5SO4，據此解答。

(1)根據以上分析可知氧化Fe2+的目的是將亞鐵離子氧化為Fe3+之后，可以通過調節溶液pH除去：其中Cr3+被氧化為Cr2O72-,根據電子得失守恒可知該反應的離子方程式為2Cr3++3H2O2+H2O=Cr2O72-+8H+；根據表中數據可知氧化Cr3+的目的是防止調節溶液pH時將Cr元素沉淀除去。

(2)根據表中數據可知，pH=8時，Fe3+、Al3+轉化為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀，則Fe3+、Al3+被除去，答案選AB；通過鈉離子交換樹脂，除去Ca2+和Mg2+，答案選CD；

(3)還原過程中Cr元素化合價從+6價降低到+3價，1molCr2O72-得到6mol電子。S元素化合價從+2價升高到+6價，則1molNa2S2O3失去8mol電子，所以根據電子得失守恒可知氧化劑和還原劑的物質的量之比為8∶6＝4∶3。