Question

【题目】利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(III)的处理工艺流程如下:

已知: ① 硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe2+、Al3+、Ca2+和Mg2+。

② Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+

③ 常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下:

阳离子	Fe3+	Mg2+	Al3+	Cr3+
沉淀完全时的pH	3.2	11.1	5.4(>8溶解)	9(>9溶解)

(1)实验室用18.4mol/L的浓硫酸配制500mL2mol/L的硫酸时除用量筒、烧杯和玻璃棒外，还需用到的玻璃仪器有_________________________。

(2)H2O2的作用是将滤液I中的Cr3+转化为Cr2O72-,写出此反应的离子方程式__________。

(3)过滤II操作得到的滤渣主要为______(填化学式)。

(4)钠离子交换树脂的反应原理为:Mn++nNaR=MRn+nNa+,则利用钠离子交换树脂可除去滤液II中的金属阳离子有_________________。

(5)上述流程中，每还原1molCrO42－时，需要消耗SO2 _______ mol。

Answer 1

【答案】500mL容量瓶、胶头滴管 2Cr3+＋3H2O2＋H2O＝Cr2O72－＋8H＋ Fe(OH)3、 Al(OH)3 Mg2+、 Ca2+ 1.5

【解析】

含铬污泥加稀硫酸和水并将溶液的PH调节为1，根据信息①硫酸浸取液的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe2+、 Al3+、 Ca2+和Mg2+，然后过滤，向滤液中加入双氧水，Fe2+被氧化为Fe3+，Cr3＋被氧化生成Cr2O72－，向溶液中加入NaOH溶液并调节溶液的pH=8，根据表中数据，溶液中Fe3＋、Al3＋生成沉淀，且溶液中Cr2O72－转化为CrO42-，然后过滤，向滤液中加入钠离子交换树脂，除去Ca2＋和Mg2＋，最后向溶液中通入二氧硫发生应2 CrO42－+3SO2+12H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4↓+SO42－+2OH－。

(1)配制一定物质的量浓度的溶液所需玻璃仪器：量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶和胶头滴管，设浓硫酸的体积为xmL，根据=0.50L×2mol·L-1，可知x=5.3mL，实验室用18.4 mol/L的浓硫酸配制500mL2mol/L的硫酸时，除要用量筒、烧杯和玻璃棒外，还需用到的玻璃仪器有500mL容量瓶、胶头滴管。

(2)H2O2具有强氧化性，Cr3+具有还原性，H2O2的作用是将滤液I中的Cr3+转化为Cr2O72-,此反应的离子方程式：2Cr3+＋3H2O2＋H2O＝Cr2O72－＋8H＋。

(3)pH=8，根据表中数据，溶液中Fe3＋、Al3＋生成沉淀，过滤II操作得到的滤渣主要为 Fe(OH)3、Al(OH)3。

(4)钠离子交换树脂的反应原理为: Mn++nNaR=MRn+nNa+,则利用钠离子交换树脂可除去滤液II中的金属阳离子有Mg2+、Ca2+ 。

(5)上述流程中，最后向溶液中通入二氧硫发生应2 CrO42－+3SO2+12H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4↓+SO42－+2OH－，每还原1molCrO42－时，需要消耗SO2 的物质的量为mol=1.5 mol。