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(yè)污泥中Cr(Ⅲ)的處理工藝流程如下：

已知：①硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。

②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+
沉淀完全時的pH	3.7	11.1	5.4(>8溶解)	9(>9溶解)

(1)實驗室用18.4 mol·L-1的濃硫酸配制480 mL 2 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)H2O2的作用是將濾液Ⅰ中的Cr3+轉(zhuǎn)化為Cr2O，寫出此反應的離子方程式：_______。

(3)加入NaOH溶液使溶液呈堿性，既可以除去某些雜質(zhì)離子，同時又可以將Cr2O轉(zhuǎn)化為______(填微粒的化學式)

(4)鈉離子交換樹脂的反應原理為：Mn+ + n NaR = MRn + n Na＋，則利用鈉離子交換樹脂可除去濾液Ⅱ中的金屬陽離子有_____________。

(5)寫出上述流程中用SO2進行還原時發(fā)生反應的離子方程式____________。

Answer 1

【答案】 54（54.3不給分） 500mL容量瓶、膠頭滴管 2Cr3+＋3H2O2＋H2O＝Cr2O＋8H＋ CrO Mg2+、Ca2+ 2CrO＋3SO2＋12H2O＝2Cr(OH)（H2O）5SO4↓＋SO ＋2OH－

【解析】

本題考查化學工藝流程的理解與分析。

由流程圖可知，硫酸浸取的目的是，浸取制革工業(yè)污泥中的Cr3+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+；加入過氧化氫氧化Cr3+離子，將Cr3+離子氧化為Cr2O72-離子；加入NaOH溶液使溶液PH=8的目的是使Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀而除去，同時又可以使Cr2O72-轉(zhuǎn)化為CrO42-；鈉離子交換樹脂可除去濾液Ⅱ中的Ca2+和Mg2+；通入二氧化硫，二氧化硫具有還原性，被濾液Ⅱ中通過離子交換后的溶液中Na2CrO4氧化為硫酸，Na2CrO4氧被還原為CrOH（H2O）5SO4。

（1）用18.4molL-1的濃硫酸來配制480mL2molL-1的稀硫酸，應選擇500mL容量瓶，實際應配制500mL溶液，設需要18.4 mol·L-1濃硫酸體積為V，依據(jù)溶液稀釋過程中溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變得：18.4mol/L×V=500mL×2mol/L，解得V=54mL；配制一定物質(zhì)的量濃度溶液一般步驟：計算、量取、稀釋、冷卻、移液、洗滌、定容、搖勻、裝瓶，用到的儀器有量筒、燒杯、玻璃棒、500mL容量瓶、膠頭滴管，則配制時所用玻璃儀器除量筒、燒杯和玻璃棒外，還需500ml容量瓶和膠頭滴管。（2）雙氧水有強氧化性，能氧化還原性的物質(zhì)，Cr3+有還原性，Cr3+能被雙氧水氧化為高價離子，以便于與雜質(zhì)離子分離，反應的離子方程式為：2Cr3++3H2O2+H2O=Cr2O72-+8H+。（3）硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，加入過氧化氫氧化鉻離子為Cr2O72-，加入NaOH溶液使溶液呈堿性，使Cr2O72-轉(zhuǎn)化為CrO42-。（4）由流程圖可知，鈉離子交換樹脂交換的離子是鈣離子和鎂離子。（5）二氧化硫具有還原性，被濾液Ⅱ中通過離子交換后的溶液中Na2CrO4氧化為硫酸，Na2CrO4氧被還原為CrOH（H2O）5SO4，水溶液中生成氫氧化鈉溶液和硫酸反應生成硫酸鈉，反應的離子方程式為：2CrO＋3SO2＋12H2O＝2Cr(OH)（H2O）5SO4↓＋SO ＋2OH－。