Question

【題目】利用化學原理可以對工廠排放的廢水、廢渣等進行有效檢測與合理處理。某工廠對制革工業污泥中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)實驗室用18.4 mol·L-1的濃硫酸配制240 mL 4.8 mol·L-1的硫酸，需量取濃硫酸__mL；配制時所用玻璃儀器除量筒、燒杯和玻璃棒外，還需____________。

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

(3)H2O2的作用是將濾液Ⅰ中的Cr3+轉化為Cr2O72-，寫出此反應的離子方程式_________________。

(4)常溫下，部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如下：

陽離子	Fe3+	Mg2+	Al3+	Cr3+
開始沉淀時的ph	2.7	—	—	—
沉淀完全時的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進行還原時發生反應的化學方程式：________________。

Answer 1

【答案】65 .2 250 mL容量瓶、膠頭滴管 升高溫度（加熱）、攪拌 2Cr3++3H2O2+H2O===Cr2O72-+8H+ Na+、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

【解析】

（1）設需要濃硫酸的體積為VmL，則18.4mol·L－1×VmL=250mL×4.8mol·L－1，解得V=65.2；配制一定物質的量濃度的溶液需要的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、容量瓶、膠頭滴管，所以還需要250 mL容量瓶、膠頭滴管；

（2）為了提高浸取率，可以升高溫度（加熱）、攪拌等；

（3）H2O2具有強氧化性，能將Cr3＋氧化為Cr2O72－，H2O2中O元素化合價降低為-2價，Cr元素化合價升高為+6價，根據氧化還原反應中化合價升降守恒以及電荷、原子守恒可寫出其離子方程式為：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＋、Mg2＋，加入雙氧水氧化Cr3＋為Cr2O72－，加入NaOH溶液調節溶液pH，使溶液呈堿性，Cr2O72－轉化為CrO4－；溶液pH=8，Fe3＋、Al3＋沉淀完全，濾液II中陽離子主要是Na＋、Ca2＋和Mg2＋；pH＞8時，氫氧化鋁會溶解于強堿溶液中，影響鉻離子的回收利用；

（5）濾液II中陽離子主要是Na＋、Ca2＋和Mg2＋，故鈉離子交換樹脂交換的離子是鈣離子和鎂離子；

（6）二氧化硫具有還原性，被Na2CrO4氧化為SO42－，Na2CrO4被還原為CrOH(H2O)5SO4，根據原子守恒以及得失電子守恒寫出反應的方程式為：3SO2+2Na2CrO4+12H2O===2CrOH(H2O)5SO4↓+Na2SO4+2NaOH。