Question

【題目】利用化學原理可以對工廠排放的廢水、廢渣等進行有效檢測與合理處理。某工廠對制革工業污泥中Cr(III)的處理工藝流程如下:

已知: ① 硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe2+、Al3+、Ca2+和Mg2+。

② Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+

③ 常溫下，部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如下:

陽離子	Fe3+	Mg2+	Al3+	Cr3+
沉淀完全時的pH	3.2	11.1	5.4(>8溶解)	9(>9溶解)

(1)實驗室用18.4mol/L的濃硫酸配制500mL2mol/L的硫酸時除用量筒、燒杯和玻璃棒外，還需用到的玻璃儀器有_________________________。

(2)H2O2的作用是將濾液I中的Cr3+轉化為Cr2O72-,寫出此反應的離子方程式__________。

(3)過濾II操作得到的濾渣主要為______(填化學式)。

(4)鈉離子交換樹脂的反應原理為:Mn++nNaR=MRn+nNa+,則利用鈉離子交換樹脂可除去濾液II中的金屬陽離子有_________________。

(5)上述流程中，每還原1molCrO42－時，需要消耗SO2 _______ mol。

Answer 1

【答案】500mL容量瓶、膠頭滴管 2Cr3+＋3H2O2＋H2O＝Cr2O72－＋8H＋ Fe(OH)3、 Al(OH)3 Mg2+、 Ca2+ 1.5

【解析】

含鉻污泥加稀硫酸和水并將溶液的PH調節為1，根據信息①硫酸浸取液的金屬離子主要是Cr3＋，其次是Fe2+、 Al3+、 Ca2+和Mg2+，然后過濾，向濾液中加入雙氧水，Fe2+被氧化為Fe3+，Cr3＋被氧化生成Cr2O72－，向溶液中加入NaOH溶液并調節溶液的pH=8，根據表中數據，溶液中Fe3＋、Al3＋生成沉淀，且溶液中Cr2O72－轉化為CrO42-，然后過濾，向濾液中加入鈉離子交換樹脂，除去Ca2＋和Mg2＋，最后向溶液中通入二氧硫發生應2 CrO42－+3SO2+12H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4↓+SO42－+2OH－。

(1)配制一定物質的量濃度的溶液所需玻璃儀器：量筒、燒杯、玻璃棒、容量瓶和膠頭滴管，設濃硫酸的體積為xmL，根據=0.50L×2mol·L-1，可知x=5.3mL，實驗室用18.4 mol/L的濃硫酸配制500mL2mol/L的硫酸時，除要用量筒、燒杯和玻璃棒外，還需用到的玻璃儀器有500mL容量瓶、膠頭滴管。

(2)H2O2具有強氧化性，Cr3+具有還原性，H2O2的作用是將濾液I中的Cr3+轉化為Cr2O72-,此反應的離子方程式：2Cr3+＋3H2O2＋H2O＝Cr2O72－＋8H＋。

(3)pH=8，根據表中數據，溶液中Fe3＋、Al3＋生成沉淀，過濾II操作得到的濾渣主要為 Fe(OH)3、Al(OH)3。

(4)鈉離子交換樹脂的反應原理為: Mn++nNaR=MRn+nNa+,則利用鈉離子交換樹脂可除去濾液II中的金屬陽離子有Mg2+、Ca2+ 。

(5)上述流程中，最后向溶液中通入二氧硫發生應2 CrO42－+3SO2+12H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4↓+SO42－+2OH－，每還原1molCrO42－時，需要消耗SO2 的物質的量為mol=1.5 mol。