Question

工业废水中Cr（Ⅲ）回收与再利用工艺如下：

注：
①硫酸浸取液中金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺
②部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表．

氢氧化物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Mg（OH）2	Al（OH）3	Cr（OH）3
pH	3.7	9.6	11.1	8	9（＞9溶解）

（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施

 

（至少写一条）．
（2）调pH=8是为了除去

 

离子（选填：Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺）．
（3）钠离子交换树脂的原理为：Mⁿ⁺+nNaR→MRn+nNa⁺，被交换的杂质离子是

 

（选填：Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺）．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：实验设计题

分析：（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是延长浸取时间、加快溶解速度等措施；硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺，酸浸是溶解物质为了提高浸取率，可以升高温度增大物质溶解度，增大接触面积增大反应速率，或加快搅拌速度等；
（2）硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺，加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Fe³⁺、Al³⁺转化为沉淀除去；
（3）钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子．

解答： 解：流程原理：硫酸浸取液中金属离子是Cr³⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺，加入硫酸，将物质溶解酸化，过滤，除去难溶物质，然后向混合液中加入氢氧化钠，根据表中数据，加入NaOH溶液使溶液呈碱性，调节溶液PH=8，可以将Fe³⁺、Al³⁺转化为沉淀除去，将Fe³⁺、Al³⁺沉淀完全了，余下的只有Ca²⁺、Mg²⁺可以用钠离子交换树脂交换即可．
（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是：增加浸取时间、不断搅拌混合物、滤渣多次浸取等，
故答案为：增加浸取时间、不断搅拌混合物、滤渣多次浸取等；
（2）硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺，加入NaOH溶液使溶液呈碱性，溶液PH=8，Fe³⁺、Al³⁺转化为沉淀除去；
故答案为：Fe³⁺、Al³⁺；
（3）前面已将Fe³⁺、Al³⁺沉淀完全了，余下的只有Ca²⁺、Mg²⁺，此小题类似于磺化煤交换Ca²⁺、Mg²⁺原理，钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子，故答案为：Ca²⁺、Mg²⁺；

点评：本题考查了离子方程式、化学方程式的书写、物质的分离等知识点，难度较大，注意会运用溶液的pH值对溶液中的离子进行分离，除杂的原则是：除去杂质且不引进新的杂质．