Question

【题目】电镀行业中废水处理后产生的含重金属污泥废弃物称为电镀污泥，被列入国家危险废物名单中的第十七类危险废物。工业上可利用某电镀污泥（主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分难溶杂质）回收铜和铬等金金属，其利用回收流程如下：

已知部分物质沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲线如下:

	Fe3+	Cu2+	Cr3+
开始沉淀的pH	2.1	4.7	4.3
恰好完全沉淀的pH	3.2	6.7	a

（1）浸出过程中的生成物主要是Fe2(SO4)3和_______________（填化学式）

（2）除铁等相关操作：

①加入石灰乳调节pH应满足要求是_______________；

②将浊液加热到80℃，趁热过滤。滤渣Ⅱ的主要成分是______________（填化学式）。

（3）还原步骤中生成Cu2O固体的离子反应方程式______________，此步骤中加入NaHSO3的不能过量______________ （离子方程式表达）。

（4）当离子浓度≤1×10-5mol·L-1时认为沉淀完全，则表格中a的值是______________。（已知:T=25℃，Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31，，lg2=0.3）

（5）将铬块加入到稀盐酸或稀硫酸中，可观察到铬逐渐溶解，同时放出氢气。但若将铬块加稀硝酸中，却看不到明显现象。由此推测，出现该现象的可能原因是____________________________。

（6）处理大量低浓度的含铬废水（以CrO42-计）可采用离子交换法，其原理是采用季胺型强碱性阴离子交换树脂（RN—OH），使庞水中CrO42-与树脂上的OH发生离子交换反应。一段时间后停lh 通废水，再通NaOH溶液时CrO42-进入溶液回收，并使树脂得到再生。请用离子方程式表示该交换过程____________。

Answer 1

【答案】Cr2（SO4）3、CuSO4 3.2≤pH＜4.3 Fe（OH）3、CaSO4 HSO3-+2Cu2++2H2O=Cu2O↓+SO42-+5H+ HSO3-+H+=SO2↑+H2O 5.6 金属铬在稀硝酸中发生钝化

【解析】

（1）由Fe2O3、CuO、Cr2O3与硫酸反应分析；

（2）根据图表可知铁离子完全沉淀而铜离子不沉淀pH为 3.2≤pH＜4.3，所以在除铁操作中，需要除去Fe3＋和CaSO4。

（3）亚硫酸氢根离子具有强的还原性，能和铜离子之间发生反应生成硫酸根离子以及氧化亚铜；

（4）根据Ksp[Cr（OH）3]=c（Cr3＋）·c3（OH－）来计算

（5）金属铬在稀硝酸中发生钝化。

（6）根据原理写出方程式：采用季胺型强碱性阴离子交换树脂（RN—OH），使庞水中CrO42-与树脂上的OH发生离子交换反应。

（1）Fe2O3、CuO、Cr2O3与硫酸反应生成Fe2(SO4)3、CuSO4、Cr2(SO4)3，浸出过程中除了生成Fe2(SO4)3外，主要还有CuSO4、Cr2(SO4)3；

（2）根据图表可知铁离子完全沉淀pH为3.2≤pH＜4.3，所以在除铁操作中，需要除去Fe3＋和CaSO4，相关操作：①加入石灰乳调节pH到 3.2≤pH＜4.3；②将浊液加热到80℃，趁热过滤；滤渣Ⅱ的主要成分是Fe（OH）3、CaSO4 ；

（3）硫酸氢根离子具有强的还原性，能和铜离子之间发生反应生成硫酸根离子以及氧化亚铜，发生的反应为：2H2O+HSO3－+2Cu2＋=Cu2O↓+SO42－+5H＋ ，在酸性环境下，亚硫酸氢根离子和氢离子之间反应生成的二氧化硫具有毒性，能污染空气，HSO3-+H+=SO2↑+H2O；

（4）当离子浓度≤1×10-5 mol·L-1认为沉淀完全，若要使Cr3＋完全沉淀则要保持c（OH－）≥ =4.0×10-9 mol·L-1，pH=14-（-lg4.0×10-9 ）=5.6=a；

（5）金属铬在稀硝酸中发生钝化。

（6）采用季胺型强碱性阴离子交换树脂（RN—OH），使庞水中CrO42-与树脂上的OH发生离子交换反应：。