Question

钼是一种过渡金属元素，通常用作合 金及不锈钢的添加剂，这种元素可增强合金的强度、硬度、可焊性及韧性，还可增强其耐高温及耐腐蚀性能．如图是化工生产中制备金属钼的实验流程图：

（1）钼酸铵溶液中阳离子的检验方法：

 

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（2）写出反应①的化学方程式：

 

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（3）反应①的尾气可以用NH₃?H₂O溶液吸收用于合成肥料，写出反应的离子方程式

 

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（4）工厂排放的废水中，金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺．处理时首先在酸性条件下用H₂O₂将Cr³⁺转化为Cr₂O₇^2-，再用NaOH调节溶液的pH到8，然后用钠离子交换树脂除去Ca²⁺和Mg²⁺，最后通入SO₂ 生成CrOH（H₂O）₅SO₄沉淀．
①H₂O₂的作用是将溶液中的Cr³⁺转化为Cr₂O₇^2-，写出此反应的离子方程式：

 

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②常温下，部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下：

阳离子	Fe3+	Mg2+	Al3+	Cr3+
开始沉淀时的pH	2.7	-	-	-
完全沉淀时的pH	3.7	11.1	8（＞9溶解）	9

加入NaO H溶液使溶液呈碱性，Cr₂O₇^2-转化为CrO₄^2-．但溶液的pH不能超过8，此时产生的沉淀是

 

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③写出上述过程中用SO₂作还原剂进行还原的离子方程式

 

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Answer 1

考点：金属的回收与环境、资源保护

专题：实验设计题

分析：（1）根据中学所学检验铵离子的方法完成；
（2）在空气中灼烧生成三氧化钼和二氧化硫；
（3）二氧化硫与氨水反应生成亚硫酸铵的离子方程式；
（4）①根据双氧水的性质分析，双氧水有强氧化性，能氧化还原性的物质，依据氧化还原反应电子守恒、原子守恒配平书写离子方程式；
②硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺．加入过氧化氢氧化铬离子为Cr₂O₇^2-，加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr₂O₇^2-转化为CrO₄^2-．
溶液PH=8，Fe³⁺、Al³⁺沉淀完全；
③依据流程图中的转化关系和产物，结合二氧化硫的还原性，利用氧化还原反应原理分析书写．

解答： 解：（1）氨气能够使湿润的紫色的石蕊试纸变蓝，利用此性质进行检验铵离子，所以检验方法是：取少量钼酸铵溶液于试管中，加入NaOH加热，在试管口放一张润湿的紫色石蕊试纸，若试纸变蓝，则证明钼酸铵溶液中含有铵根离子，
故答案为：取少量钼酸铵溶液于试管中，加入NaOH加热，在试管口放一张润湿的紫色石蕊试纸，若试纸变蓝，则证明钼酸铵溶液中含有铵根离子；
（2）二硫化钼在空气灼烧生成了三氧化钼和二氧化硫，反应的化学方程式为：2MoS₂+70₂

高温  .

2Mo0₃+4S0₂，故答案为：2MoS₂+70₂

高温  .

2Mo0₃+4S0₂；
（3）二氧化硫与氨水反应生成了亚硫酸铵，离子方程式为：2NH₃?H₂O+SO₂═2NH₄⁺+SO₃^2-+2H₂O，故答案为：2NH₃?H₂O+SO₂═2NH₄⁺+SO₃^2-+H₂O
（4）①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，
故答案为：2Cr³⁺+3H₂O₂+H₂O=Cr₂O₇^2-+8H⁺；
②硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺．加入过氧化氢氧化铬离子为Cr₂O₇^2-，加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr₂O₇^2-转化为CrO₄^2-．
溶液PH=8，Fe³⁺、Al³⁺沉淀完全，则此时产生的沉淀是Fe（OH）₃、Al（OH）₃；
故答案为：Fe（OH）₃、Al（OH）₃；
③二氧化硫具有还原性，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，水溶液中生成氢氧化钠溶液和硫酸反应生成硫酸钠，依据原子守恒分析书写配平；3SO₂+2Na₂CrO₄+12H₂O=2CrOH（H₂O）₅SO₄↓+Na₂SO₄+2NaOH，则其离子方程式为：3SO₂+2CrO₄^2-+12H₂O═2CrOH（H₂O）₅SO₄↓+SO₄^2-+2OH^-；
故答案为：3SO₂+2CrO₄^2-+12H₂O═2CrOH（H₂O）₅SO₄↓+SO₄^2-+2OH^-．

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．