Question

【題目】皮革工業污泥中含較多的Cr，工業采用以下工芝制得M[Cr(OH)(H20)5S04]。

已知：①工藝中硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+。

②常溫下部分陽離子以氫氧化物沉淀形式存在時溶液的pH見下表：

陽離子	Fe3+	Al3+	Cu2+	Mg2+	Cr3+
開始沉淀時的pH	1.9	3.7	4.7	6.7	---
沉淀完全時的pH	3.2	8.0	6.7	9.3	9（>9溶解）

（1）酸浸時，為了提高浸取效率可采取的措施是________（任寫一條）。

（2）調節pH所用X可以選用______。

A．NaOH B．Na2C03C．H2S04D．HN03

（3）加入H202目的，是把Cr(OH)3沉淀轉化為Cr2072-。該轉化過程中，消耗的H202與Cr(OH)3的物質的量之比為________。

（4）調濾液至pH=8，則濾液中______將轉化為沉淀(選填Al3+、Cu2+、Mg2+)。

（5）若濾液甲的pH=a，則溶液中c(Cu2+)=______。(25°C時的Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)

Answer 1

【答案】升溫或攪拌或多次浸取或適當延長酸浸時間或適當提高酸的濃度等 A B 3：2 Al3+、Cu2+ 2.2×108-2amol·L－1

【解析】

含鉻污泥酸浸后調節溶液PH，過濾得到固體針鐵礦，和濾液，加入氫氧化鈉溶液調節溶液pH=8，Al3+、Cu2+轉化為沉淀除去，得到濾液加入過氧化氫氧化鉻離子為重鉻酸根離子，過量得到濾液中通入二氧化硫還原生成M；
（1）酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施是延長浸取時間、加快溶解速度等措施；硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，酸浸是溶解物質為了提高浸取率，可以升高溫度增大物質溶解度，增大接觸面積增大反應速率，或加快攪拌速度等；
（2）調節溶液pH不能引入新的雜質；
（3）根據雙氧水的性質分析，雙氧水有強氧化性，能氧化還原性的物質；根據化學式量為89，組成元素是Fe、O、H，其中鐵的相對原子量為56，扣掉56剩下33，化學式中只能含有2個氧原子和1個氫原子，來判斷可能的組成；
（4）硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Cu2+和Mg2+，加入NaOH溶液使溶液呈堿性，調濾液至pH=8，Al3+、Cu2+、Mg2+中，Al3+、Cu2+離子全部沉淀；
（5）若濾液甲的pH=a，結合離子積常數計算溶液中氫氧根離子濃度，利用沉淀溶解平衡的溶度積常數計算溶液中c （Cu2+）濃度。

（1）酸浸時，提高浸取效率也即通過反應的速率，所以可采取的措施升溫或攪拌或多次浸取或適當延長酸浸時間或適當提高酸的濃度等；

（2）調節溶液的pH目的是使Fe3+沉淀，所以加入的試劑是與硫酸反應的物質，氫氧化鈉、碳酸鈉均與硫酸反應，降低溶液的酸性，而硫酸或硝酸只能使溶液的酸性增強，所以答案選AB；

（3）加入H2O2目的，是把Cr(OH)3沉淀轉化為Cr2072-，而本身被還原為水，所以該轉化過程中，消耗的H2O2與Cr(OH)3的物質的量之比即為O元素、Cr元素得、失電子數目的反比，O元素共得到2個電子，Cr元素失去3個電子，所以比值為3:2；

（4）加入氫氧化鈉溶液調節溶液的pH=8，目的是使Al3+、Cu2+沉淀，因為鎂離子完全沉淀的pH是9.3>8，所以pH=8時不能將鎂離子完全轉化為沉淀，而Al3+、Cu2+完全沉淀的pH小于或等于8，所以調濾液至pH=8，則使濾液中Al3+、Cu2+沉淀；

（5）因為銅離子完全沉淀后，得到的濾液甲為氫氧化銅的飽和溶液，若溶液甲的pH=a，則氫氧根離子的濃度是10a-14mol/L，根據Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20=c(OH-)2c(Cu2+)，所以c(Cu2+)==2.2×108-2a mol/L。