Question

【题目】利用化学原理对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。

(一)染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO，可以在碱性条件下加入铝粉除去(加热处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体)。除去NO的离子方程式为____________________。

(二)某工厂对制革工业污泥中Cr元素的回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋)：

常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

阳离子	Fe3＋	Fe2＋	Mg2＋	Al3＋	Cu2＋	Cr3＋
开始沉淀时的pH	1.9	7.0	－	－	4.7	－
沉淀完全时的pH	3.2	9.0	11.1	8	6.7	9(＞9溶解)

(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是________(至少写一条)。

(2)H2O2的作用是______________。

(3)调pH＝8是为了除去__________(填Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋)。

(4)钠离子交换树脂的原理为Mn＋＋nNaR―→MRn＋nNa＋，被交换的杂质离子是____________(填Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋)。

(5)试配平氧化还原反应方程式：______

Na2Cr2O7＋SO2＋H2O===Cr(OH)(H2O)5SO4＋Na2SO4；

每生成1 mol Cr(OH)(H2O)5SO4转移电子的数目为____________。

(三)印刷电路铜板腐蚀剂常用FeCl3。腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2＋、Fe3＋和Fe2＋的浓度均为0.10 mol·L－1，请参照上表给出的数据和提供的药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3＋ 和Fe2＋的实验步骤：

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________；

③过滤。(提供的药品：Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu)。

Answer 1

【答案】 2Al＋OH－＋NO2－＋2H2O===2AlO2－＋NH3H2O 升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次浸取)、适当延长浸取时间(只要答出任意一点即可，其他合理答案也可) 将Fe2＋和Cr3＋氧化 Fe3＋、Al3＋ Mg2＋、Ca2＋ 1　3　11　2　1 3NA 通入足量氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋ 加入CuO调节溶液的pH至3.2～4.7

【解析】（一）由题意，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是氨气，铝与强碱反应生成偏铝酸盐，铝是还原剂，NO2-是氧化剂，所以发生氧化还原反应生成偏铝酸盐和一水合氨，离子方程式为：2Al+OH-+NO2-+2H2O=2AlO2-+NH3H2O。

（二）（1）酸浸时，可从使其充分反应和提高反应速率等方面采取措施来提高浸取率，如：升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次浸取)、适当延长浸取时间等。

（2）由已知pH表结合流程，加双氧水将Fe2＋氧化为Fe3＋，加NaOH调节pH除去Fe3＋和Al3+，同时双氧水也氧化了Cr3＋，避免了加NaOH时也被部分除去，故H2O2的作用是将Fe2＋和Cr3＋氧化。

（3）根据“部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH表”，调pH＝8时，可除去Fe3＋、Al3＋。

（4）除去Fe3＋、Al3＋后溶液中杂质阳离子主要是Ca2＋、Mg2＋，故被钠离子交换树脂交换的杂质离子是Ca2＋、Mg2＋。

（5）硫元素的化合价由+4→+6，铬元素化合价由+6→+3，根据得失电子守恒（化合价升降相等），Na2Cr2O7和SO2的系数之比为1：3，再根据原子守恒配平其它部分，结果为：Na2Cr2O7＋3SO2＋11H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4＋Na2SO4；每生成1 mol Cr(OH)(H2O)5SO4转移电子的数目为3NA。

（三）①除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+，根据“部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH表”，若使Fe2+转化为沉淀时，铜离子已经完全沉淀，所以首先把Fe2+氧化为为Fe3+，根据除杂原则，不引入新的杂质，所以可通入足量氯气，故答案为：通入足量氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋；②通入足量氯气后溶液显酸性，所以要加入某种物质调节pH，且不引入新杂质，可加入氧化铜，pH为3.2时，Fe3＋沉淀完全，当溶液的pH为4.7时，Cu2+开始沉淀，所以要使Fe3+和Cu2+分离，可加入CuO调节溶液的pH至3.2～4.7。