Question

【題目】某工廠對工業污泥中的Cr元素回收與再利用的工藝如下（己知硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+）：

部分陽離子常溫下以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：

陽離子	Fe3*	Fe2+	Mg2+	Al3+	Cr3+
開始沉淀時 的pH	1.9	7.0	—	一	—
沉淀完全時 的pH	3.2	9.0	11.1	8	9 (>9溶解)

（1）實驗室用98% (密度為1.84 g·cm-3)的濃硫酸配制200mL4.8 mol·L-1的硫酸溶液，配制時需要量取98%的濃硫酸的體積為_________mL (保留小數點后一位小數），所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、量筒外，還需__________________________________。

（2）在上述配制稀硫酸過程中，會導致所配溶液濃度偏小的操作是____________________（填序號）

a.定容時俯視刻度線 b.量取濃硫酸時，俯視刻度線

c.當容置瓶中液體占容積2/3左右時，未振蕩搖勻 d.轉移溶液時，沒有等溶液冷卻至室溫

（3）加入H2O2的作用一方面是氧化+3價Cr使之轉變成+6價Cr (CrO42-或Cr2O72-)，以便于與雜質離子分離；另一方面是_____________________________。（離子方程式表示）

（4）調節溶液的pH=8除去的雜質離子是___________________。

（5）鈉離子交換樹脂的原理為：Mn++nNaR→MRn +nNa+，被交換的雜質離子是_____________________。

（6）通SO2氣體時，還原過程發生以下反應（填寫缺項物質并配平）

____________________________________________________________Na2SO4.

Answer 1

【答案】 65.2 250mL容量瓶、膠頭滴管 b 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O Fe3+、Al3+ Ca2+、Mg2+ 1， 3，11，H2O，2， 1

【解析】(1)根據c=可知，濃硫酸物質的量濃度為mol/L=18.4mol/L，根據稀釋定律，稀釋前后溶質硫酸的物質的量不變，則需要濃硫酸體積為=52.2mL，需用到的玻璃儀器有：膠頭滴管、玻璃棒、燒杯和100mL量筒、250mL容量瓶，所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、量筒和酸式滴定管外，還需250mL容量瓶，膠頭滴管；
(2)a.定容時俯視刻度線，液面在刻度線下方，溶液的體積偏小，濃度偏大，故a錯誤；b.量取濃硫酸時，俯視刻度線，液面在刻度線下方，濃硫酸溶液的體積偏小，濃度偏小，故b正確；c.未振蕩搖勻即定容，因硫酸濃度的濃度越大密度越大，則顛倒搖勻后溶液體積會偏小，所得溶液濃度偏大，故c錯誤；d.轉移溶液時，沒有等溶液冷卻至室溫，則定容后冷卻液面會下降，溶液濃度會偏大，故d錯誤；答案為b；
(3)雙氧水有強氧化性，能氧化還原性的物質，Fe2+和Cr3+有還原性，Fe2+和Cr3+能被雙氧水氧化為高價離子，以便于與雜質離子分離，其中Fe2+反應的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
(4)依據圖表中離子開始沉淀和完全沉淀的PH，調節pH至8，可使Al3+、Fe3+生成沉淀；
(5)因鎂離子、鈣離子沉淀的pH較大，可用離子交換法除去；
(6)通SO2氣體時，還原過程發生以下反應，鉻元素化合價+6價變化為+3價，Na2Cr2O～2CrOH(H2O)5SO4～6e-，硫元素化合價變化為+6價，SO2～SO42-～2e-，電子守恒得到電子轉移總數6e-，結合原子守恒配平得到化學方程式：Na2Cr2O7+3SO2+11H2O=2CrOH(H2O)5SO4↓+Na2SO4。