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。

其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。

（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有______________答出两点。

（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）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+
开始沉淀时的pH	2.7
沉淀完全时的pH	3.7	11.1	8	9(>9溶解)

加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr2O72-转化为CrO42-。滤液Ⅱ中阳离子主要有________；但溶液的pH不能超过8，其理由是_______________。

（4）写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式： ____________。

（5）滴定法测定纯碱产品中NaHCO3含量的方法是：准确称取纯碱样品Wg，放入锥形瓶中加蒸馏水溶解，加1~2滴酚酞指示剂，用cmol/L的HCl溶液滴定至溶液由红色变为无色指示反应的终点，所用HCl溶液体积为V1mL，再加1~2滴甲基橙指示剂，继续用HCl溶液滴定至溶液由黄色变为橙色，所用HCI溶液总体积为V2mL，则纯碱样品中NaHCO3质量分数为____________。

Answer 1

【答案】加热升高反应温度 、增大固体颗粒的表面积 、、 超过8会使部分溶解生成，最终影响Ⅲ的回收与再利用

【解析】

含铬污泥预处理后，用过硫酸浸取金属离子，硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，加入过氧化氢氧化Cr3+为高价态，加入氢氧化钠溶液调节溶液的pH=8，使其他离子沉淀，过滤得到滤液用Na+交换树脂交换Mg2+和Ca2+，得到的溶液中通入SO2还原得到Cr(OH)(H2O)5SO4；

（1）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）根据H2O2的性质分析，H2O2有强氧化性，能氧化还原性的物质，依据电荷守恒、原子守恒书写离子方程式；

（3）溶液碱性过强，OH-与Al(OH)3反应；

（4）依据流程图中的转化关系和产物，结合SO2的还原性，利用氧化还原反应原理分析书写；

（5）加酚酞作指示剂，指示CO32-+H+=HCO3-的滴定终点，再加甲基橙，指示HCO3-+H+=CO2↑+H2O的滴定终点，样品中含有的NaHCO3反应消耗盐酸体积为(V2-V1)mL，消耗盐酸的物质的量为mol，因此NaHCO3的物质的量为mol，以此来计算NaHCO3的质量分数。

（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是：加热升高反应温度；增大固体颗粒的表面积；

（2）双氧水有强氧化性，能氧化还原性的物质，Cr3+ 有还原性 ，Cr3+ 能被双氧水氧化为高价离子，以便于与杂质离子分离，离子方程式为： ；

（3）硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是 Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+， 加入过氧化氢氧化铬离子为Cr2O72-，加入 NaOH 溶液使溶液呈碱性，Cr2O72-转化为CrO42-， 溶液pH=8，Fe3+、Al3+沉淀完全 ， 滤液Ⅱ中阳离子主要Na+、Ca2+和Mg2+；超过pH=8，氢氧化铝是两性氢氧化物会溶解于强碱溶液中影响铬离子的回收利用；

（4）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，a2CrO4被还原为Cr(OH)(H2O)5SO4，水溶液中生成氢氧化钠溶液和硫酸反应生成硫酸钠，反应的方程式为： ；

（5）根据题意，纯碱中含有的碳酸氢钠的物质的量为mol，纯碱样品中NaHCO3质量分数为：。