Question

【題目】利用化學(xué)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＋。

②Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+

③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18.4mol·L-1的濃硫酸配制480mL2mol·L-1的硫酸，配制時所用玻璃儀器除燒杯、玻璃棒和膠頭滴管外，還需_______。

（2）H2O2的作用是將濾液Ⅰ中的Cr3＋轉(zhuǎn)化為Cr2O72-，寫出此反應(yīng)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Cr2O72－轉(zhuǎn)化為______（填微粒的化學(xué)式）。

（4）鈉離子交換樹脂的反應(yīng)原理為Mn＋＋nNaR=MRn＋nNa＋，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(yīng)的離子方程式：_____。

（6）沉淀滴定法是測定粒子濃度的方法之一，為了測定某廢水中SCN-的濃度，可用0.1000mol·L－1AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定待測液，已知：

①滴定時可選為滴定指示劑的是_______（填編號），滴定終點的現(xiàn)象是_______。

A．NaCl　　B．K2CrO4　　　C．KI　　　D．NaCN

②取某廢水25.00ml,滴定終點時消耗AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00ml,則廢水中SCN－的物質(zhì)的量濃度為_______。

Answer 1

【答案】500mL容量瓶、量筒 2Cr3＋＋3H2O2＋H2O=Cr2O72-＋8H＋ CrO42- Mg2＋、Ca2＋ 2CrO42-＋3SO2＋12H2O=2Cr（OH）（H2O）5SO4↓＋SO42-＋2OH－ B 當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液時，出現(xiàn)磚紅色沉淀，且半分鐘內(nèi)沉淀顏色不改變 0.04mol·L1

【解析】

向含鉻污泥中加入稀硫酸和水并調(diào)節(jié)pH=1，浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，過濾后的濾液中加入雙氧水，Cr3+被氧化生成Cr2O72-，再向溶液中加入NaOH溶液并調(diào)節(jié)pH為8，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，溶液中Fe3+、Al3+生成沉淀且溶液中Cr2O72-轉(zhuǎn)化為CrO42-，然后過濾，向濾液中加入鈉離子交換樹脂，除去Ca2+和Mg2+，最后向溶液中通入SO2，發(fā)生反應(yīng)：2CrO42-＋3SO2＋12H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SO42-＋2OH－,根據(jù)以上進行解答。

(1)配制480mL所需溶液，應(yīng)選用500mL的容量瓶，根據(jù)溶液稀釋前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變列式：18.4molL-1V(濃硫酸)=2molL-150010-3mL，解得V=54.3mL，配制時所需玻璃儀器除燒杯、玻璃棒和膠頭滴管外，還需500mL的容量瓶、量筒。

答案為：500mL的容量瓶、量筒。

(2)H2O2將Cr3+氧化成Cr2O72-，H2O2被還原，結(jié)合原子守恒、電荷守恒、得失電子守恒以及溶液呈酸性，H2O2將濾液Ⅰ中的Cr3＋轉(zhuǎn)化為Cr2O72-的離子方程式為：2Cr3＋＋3H2O2＋H2O=Cr2O72-＋8H＋。

答案為：2Cr3＋＋3H2O2＋H2O=Cr2O72-＋8H＋。

(3)根據(jù)各金屬陽離子完全沉淀的pH，加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH=8，將Fe3+、Al3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除去，同時將Cr2O72-轉(zhuǎn)化為CrO42-，反應(yīng)為：Cr2O72-+2OH-=2CrO42-+H2O。

答案為：CrO42-。

(4)加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH=8除去了浸取液中Fe3+和Al3+，根據(jù)浸取液中含有的金屬陽離子和鈉離子交換樹脂的反應(yīng)原理，可知利用鈉離子交換樹脂除去濾液Ⅱ中的金屬陽離子為Mg2＋、Ca2＋。

答案為：Mg2＋、Ca2＋。

(5)SO2將CrO42-還原為Cr(OH)(H2O)5SO4，SO2被氧化為SO42-，S元素化合價由+4升到+6，Cr元素化合價由+6降到+3，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒、電荷守恒及溶液呈堿性，寫出離子方程式為；2CrO42-＋3SO2＋12H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SO42-＋2OH－。

答案為：2CrO42-＋3SO2＋12H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SO42-＋2OH－。

(6)①若用AgNO3滴定SCN-的濃度，可選用的指示劑與Ag+反應(yīng)產(chǎn)物的Ksp應(yīng)比AgSCN略大，且變化現(xiàn)象明顯，從所給數(shù)據(jù)看，AgCl、Ag2CrO4滿足，但由于AgCl為白色沉淀，與AgSCN顏色相同，故應(yīng)選K2CrO4為滴定指示劑，這樣在滴定終點時，沉淀的顏色發(fā)生明顯變化(白色→磚紅色)以指示滴定剛好達到終點，根據(jù)以上分析，滴定終點的現(xiàn)象是：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液時，出現(xiàn)磚紅色沉淀，且半分鐘內(nèi)沉淀顏色不改變。

答案為：B；當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液時，出現(xiàn)磚紅色沉淀，且半分鐘內(nèi)沉淀顏色不改變。

②由滴定發(fā)生反應(yīng)：Ag++SCN-=AgSCN↓可知：n(SCN-)=n(Ag+)=n(AgNO3)=0.1000mol·L－110.0010-3L=110-3mol，則c(SCN-)==0.04mol·L1。

答案為：0.04mol·L1。