Question

【題目】利用化學(xué)原理可以對(duì)工廠排放的廢水、廢渣等進(jìn)行有效檢測(cè)與合理處理。某工廠對(duì)制革工業(yè)污泥中Cr（Ⅲ）的處理工藝流程如下。

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

（l）實(shí)驗(yàn)室用18.4mol/L的濃硫酸配制225mL4.8mol/L的H2SO4溶液，所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒和量筒外，還需要__________________。

（2）酸浸時(shí)，為了提高浸取率除了增大酸的濃度外還可采取的措施有______（答出一點(diǎn)即可）。

（3）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______。

（4）常溫下，部分陽(yáng)離子以氮氧化物形式沉淀時(shí)，溶液的pH如下：

陽(yáng)離子	Fe3+	Mg2+	Al3+
開始沉淀時(shí)的pH	2.7	—	—
沉淀完全時(shí)的pH	3.7	11.1	8

加入NaOH溶液使溶液呈堿性，Cr2O72-轉(zhuǎn)化為CrO42-溶液的pH不能超過(guò)8，其理由_______。

（5）鈉離子交換樹脂的反應(yīng)原理為Mn++nNaR→MRn+nNa+，利用鈉離子交換樹脂除去的濾液Ⅱ中的金屬陽(yáng)離子是____________。

（6）寫出上述流程中用Na2SO3進(jìn)行還原時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_______，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過(guò)濾操作時(shí)，為了加快過(guò)濾速率，可以采取的措施為_________（寫一種方法即可）.

Answer 1

【答案】 250mL容量瓶、膠頭滴管 升高反應(yīng)溫度、加快攪拌速度（答一點(diǎn)，答案合理均可） 2Cr3++3H2O2+H2O=Cr2O72-+8H+ pH超過(guò)8會(huì)使部分Al(OH)3溶解生成AlO2-，最終影響Cr(III)的回收與再利用 Ca2+、Mg2+ 3Na2SO3+2Na2CrO4+15H2O=2CrOH(H2O)5SO4↓+NaSO4+8NaOH 靜置，現(xiàn)傾倒掉上層清液，把剩余的懸濁液倒入過(guò)濾器中過(guò)濾即可(或者抽濾)（答案合理均可）

【解析】 (1). 計(jì)算所需濃硫酸的體積V（H2SO4)=0.225L×4.8mol·L－1÷18.4mol·L－1=0.0587L=58.7mL，所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒和量筒外，還需要250mL容量瓶、膠頭滴管；（2）酸浸時(shí)，為了提高浸取率除了增大酸的濃度外還可采取的措施有升高反應(yīng)溫度、增大固體顆粒的表面積、加快攪拌速度等；（3）H2O2的作用是將濾液I中的Cr3+轉(zhuǎn)化為Cr2O72-，此反應(yīng)的離子方程式2Cr3++3H2O2+H2O=Cr2O72-+8H+ ；（4）pH超過(guò)8會(huì)使部分Al(OH)3溶解生成AlO2-，最終影響Cr(III)的回收與再利用 ；（5）溶液中的Al3＋ 、Fe3＋ 在此前的步驟中已除去，利用鈉離子交換樹脂除去的濾液Ⅱ中的金屬陽(yáng)離子是Ca2＋、Mg2＋；（6）亞硫酸鈉具有還原性，被濾液Ⅱ中通過(guò)離子交換后的溶液中Na2CrO4氧化為硫酸鈉，Na2CrO4氧被還原為CrOH(H2O)5SO4，水溶液中生成硫酸鈉，依據(jù)原子守恒分析書寫配平；3Na2SO3+2Na2CrO4+15H2O=2CrOH(H2O)5SO4↓+NaSO4+8NaOH；在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過(guò)濾操作時(shí)，為了加快過(guò)濾速率，可以采取的措施為：靜置，現(xiàn)傾倒掉上層清液，把剩余的懸濁液倒入過(guò)濾器中過(guò)濾即可(或者抽濾)（答案合理均可）。