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。

某工厂对制革工业污泥中Cr元素的回收与再利用工艺如图（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见表：

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

（1） 酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是____（至少写两条）。

（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）已知以下氧化还原反应方程式（未配平）：Na2Cr2O7＋SO2＋H2O＝Cr（OH）（H2O）5SO4＋Na2SO4；以上反应各物质的配平系数依次为___。每生成1 mol Cr（OH）（H2O）5SO4转移电子的数目为___。

Answer 1

【答案】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 将Fe2＋和Cr3＋氧化 Fe3＋、Al3＋ Mg2＋、Ca2＋ 1、3、11、2、1 3NA

【解析】

硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋，过滤后向滤液中加入双氧水，双氧水有强氧化性，能氧化还原性的Fe2＋生成Fe3＋；加入氢氧化钠溶液后，调节溶液的pH至8，根据表中数据知，Fe3＋、Al3＋转化为沉淀除去；然后过滤，向滤液中加入钠离子交换树脂，然后加入二氧化硫，发生氧化还原反应得到Cr（OH）（H2O）5SO4。

（1）升高温度、搅拌、增大反应物浓度都可以提高浸取率，其采用措施为升高温度、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）；

（2）过氧化氢具有氧化性，可将Fe2＋和Cr3＋氧化；

（3）pH=8时，Fe3＋、Al3＋完全生成沉淀，所以pH=8时除去阳离子为Fe3＋、Al3＋；

（4）钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子，即：Mg2＋、Ca2＋；

（5）二氧化硫具有还原性，被滤液Ⅱ中通过离子交换后的溶液中Na2CrO4氧化为硫酸，Na2CrO4氧被还原为CrOH（H2O）5SO4，水溶液中生成硫酸反应生成硫酸钠，依据原子守恒分析书写配平；Na2CrO4+3SO2+11H2O=2CrOH（H2O）5SO4↓+Na2SO4，

根据方程式：3SO2～2CrOH（H2O）5SO4，可知每生成1mol Cr（OH）（H2O）5SO4转移电子的数目为3NA。