Question

【題目】皮革工業(yè)污泥中含較多的Cr，工業(yè)采用以下工芝制得M[Cr(OH)(H20)5S04]。

已知：①工藝中硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+。

②常溫下部分陽離子以氫氧化物沉淀形式存在時(shí)溶液的pH見下表：

陽離子	Fe3+	Al3+	Cu2+	Mg2+	Cr3+
開始沉淀時(shí)的pH	1.9	3.7	4.7	6.7	---
沉淀完全時(shí)的pH	3.2	8.0	6.7	9.3	9（>9溶解）

（1）酸浸時(shí)，為了提高浸取效率可采取的措施是________（任寫一條）。

（2）調(diào)節(jié)pH所用X可以選用______。

A．NaOH B．Na2C03C．H2S04D．HN03

（3）加入H202目的，是把Cr(OH)3沉淀轉(zhuǎn)化為Cr2072-。該轉(zhuǎn)化過程中，消耗的H202與Cr(OH)3的物質(zhì)的量之比為________。

（4）調(diào)濾液至pH=8，則濾液中______將轉(zhuǎn)化為沉淀(選填Al3+、Cu2+、Mg2+)。

（5）若濾液甲的pH=a，則溶液中c(Cu2+)=______。(25°C時(shí)的Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)

Answer 1

【答案】升溫或攪拌或多次浸取或適當(dāng)延長酸浸時(shí)間或適當(dāng)提高酸的濃度等 A B 3：2 Al3+、Cu2+ 2.2×108-2amol·L－1

【解析】

含鉻污泥酸浸后調(diào)節(jié)溶液PH，過濾得到固體針鐵礦，和濾液，加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH=8，Al3+、Cu2+轉(zhuǎn)化為沉淀除去，得到濾液加入過氧化氫氧化鉻離子為重鉻酸根離子，過量得到濾液中通入二氧化硫還原生成M；
（1）酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施是延長浸取時(shí)間、加快溶解速度等措施；硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，酸浸是溶解物質(zhì)為了提高浸取率，可以升高溫度增大物質(zhì)溶解度，增大接觸面積增大反應(yīng)速率，或加快攪拌速度等；
（2）調(diào)節(jié)溶液pH不能引入新的雜質(zhì)；
（3）根據(jù)雙氧水的性質(zhì)分析，雙氧水有強(qiáng)氧化性，能氧化還原性的物質(zhì)；根據(jù)化學(xué)式量為89，組成元素是Fe、O、H，其中鐵的相對(duì)原子量為56，扣掉56剩下33，化學(xué)式中只能含有2個(gè)氧原子和1個(gè)氫原子，來判斷可能的組成；
（4）硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Cu2+和Mg2+，加入NaOH溶液使溶液呈堿性，調(diào)濾液至pH=8，Al3+、Cu2+、Mg2+中，Al3+、Cu2+離子全部沉淀；
（5）若濾液甲的pH=a，結(jié)合離子積常數(shù)計(jì)算溶液中氫氧根離子濃度，利用沉淀溶解平衡的溶度積常數(shù)計(jì)算溶液中c （Cu2+）濃度。

（1）酸浸時(shí)，提高浸取效率也即通過反應(yīng)的速率，所以可采取的措施升溫或攪拌或多次浸取或適當(dāng)延長酸浸時(shí)間或適當(dāng)提高酸的濃度等；

（2）調(diào)節(jié)溶液的pH目的是使Fe3+沉淀，所以加入的試劑是與硫酸反應(yīng)的物質(zhì)，氫氧化鈉、碳酸鈉均與硫酸反應(yīng)，降低溶液的酸性，而硫酸或硝酸只能使溶液的酸性增強(qiáng)，所以答案選AB；

（3）加入H2O2目的，是把Cr(OH)3沉淀轉(zhuǎn)化為Cr2072-，而本身被還原為水，所以該轉(zhuǎn)化過程中，消耗的H2O2與Cr(OH)3的物質(zhì)的量之比即為O元素、Cr元素得、失電子數(shù)目的反比，O元素共得到2個(gè)電子，Cr元素失去3個(gè)電子，所以比值為3:2；

（4）加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液的pH=8，目的是使Al3+、Cu2+沉淀，因?yàn)殒V離子完全沉淀的pH是9.3>8，所以pH=8時(shí)不能將鎂離子完全轉(zhuǎn)化為沉淀，而Al3+、Cu2+完全沉淀的pH小于或等于8，所以調(diào)濾液至pH=8，則使濾液中Al3+、Cu2+沉淀；

（5）因?yàn)殂~離子完全沉淀后，得到的濾液甲為氫氧化銅的飽和溶液，若溶液甲的pH=a，則氫氧根離子的濃度是10a-14mol/L，根據(jù)Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20=c(OH-)2c(Cu2+)，所以c(Cu2+)==2.2×108-2a mol/L。