Question

【题目】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（硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+）

常温下部分阳离子以氢氧化物沉淀形式存在时溶液的pH见下表：

阳离子	Fe3+	Fe2+	Mg2+	Al3+	Cu2+	Cr3+
开始沉淀时的pH	1.9	7.0	9.3	3.7	4.7	---
沉淀完全时的pH	3.2	9.0	11.1	8.0	6.7	9(>9 溶解)

（1）酸浸时，为了提高浸取效率可采取的措施是____________________（至少写一条）。

（2）加入H2O2 目的是氧化_______离子，其有关的离子方程式______________________。针铁矿（Coethite）是以德国诗人歌德（Coethe）名字命名的，组成元素是Fe、H、O，化学式量为89，其化学式是______________。

（3）调pH=8是为了将_____________离子（从Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+中选择）以氢氧化物沉淀的形式除去。滤出的沉淀中部分沉淀将溶解于足量的氢氧化钠溶液中，其有关的离子方程式是_____________________________________，取少量上层澄清溶液，向其中通入足量的CO2，又能重新得到相应的沉淀, 其有关的离子方程式为________________________。

Answer 1

【答案】 升高温度、搅拌、延长浸取时间、过滤后再次浸取（其他合理答案也可） Fe2+ 2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O FeO(OH) Al3+ Al(OH)3 + OH- = AlO2－ + 2H2O AlO2－ + 2H2O + CO2 = Al(OH)3↓+ HCO3－

【解析】(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：升高温度、搅拌、延长浸取时间、过滤后再次浸取；

(2)双氧水有强氧化性，能氧化还原性的物质，Fe2+和Cr3+有还原性，Fe2+和Cr3+能被双氧水氧化为高价离子，以便于与杂质离子分离，其中Fe2+反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+ 2H+= 2Fe3++2H2O，针铁矿组成元素是Fe、H、O，化学式量为89，则1mol该物质中应含有1molFe，则H、O的质量为89-56=33，可知应含有2molO和1molH，化学式应为FeO(OH)，故答案为：Fe2+；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；FeO(OH)；

(3)硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，由于Fe3+以针铁矿形成已经沉淀，则加入NaOH溶液使溶液呈碱性，溶液pH=8，Al3+、Cu2+转化为沉淀除去，滤出的沉淀中部分沉淀将溶解于足量的氢氧化钠溶液中，涉及反应为Al(OH)3+OH-= AlO2-+2H2O，取少量上层澄清溶液，向其中通入足量的CO2，又能重新得到相应的沉淀，涉及反应为AlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-，故答案为：Al3+、Cu2+；Al(OH)3+OH-= AlO2-+2H2O；AlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-。