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(zhì)）回收銅和鉻等金屬，回收流程如圖1：

已知部分物質(zhì)沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲線如圖2：

	Fe3+	Cu2+	Cr3+
開(kāi)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(guò)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(qǐng)完成相關(guān)操作：①加入石灰乳調(diào)節(jié)pH到約__，檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)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(yīng)的離子方程式__，此步驟中加入NaHSO3得到Cu2O的產(chǎn)率為95%，若NaHSO3過(guò)量，除了浪費(fèi)試劑外，還會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)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(guān)系：c2(H+)c(S2-)=1.0×10-22，為了使溶液中c(Fe2+)達(dá)到1molL-1，現(xiàn)將適量FeS投入其飽和溶液中，應(yīng)調(diào)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(shuō)明Fe3+已除盡 趁熱過(guò)濾 2H2O+HSO+2Cu2+=Cu2O↓+SO+5H+ 產(chǎn)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(zhuǎn)化為相應(yīng)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(yīng)轉(zhuǎn)化為Cu2O，最終轉(zhuǎn)化為Cu；最后調(diào)節(jié)pH得到Cr(OH)3沉淀，最后得到Cr。

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

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

檢驗(yàn)Fe3＋已經(jīng)除盡，可以取少量過(guò)濾后的溶液，向其中加入KSCN，如果不變紅，說(shuō)明沒(méi)有Fe3＋，Fe3＋已經(jīng)除盡；操作是取樣，加KSCN溶液，若不變紅，則說(shuō)明Fe3+已除盡；

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

(3)HSO3－中的S的化合價(jià)升高，從＋4到＋6，Cu的化合價(jià)降低，從＋2到＋1，化合價(jià)升降守恒，因此HSO3－和Cu2＋的系數(shù)比為1：2，再根據(jù)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(jù)離子方程式可知，反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生硫酸，若NaHSO3過(guò)量，可能會(huì)產(chǎn)生SO2污染環(huán)境；

(4) 溶液中c(Fe2+)達(dá)到1molL-1，根據(jù)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(guān)系：c2(H+)c(S2-)=1.0×10-22，則c(H＋)= 。