Question

【題目】利用化學原理對工廠排放的廢水、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元素的回收與再利用工藝如圖（硫酸浸取液中金屬離子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Fe2+、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋）：

常溫下部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見表：

陽離子	Fe3＋	Fe2＋	Mg2＋	Al3＋	Cr3＋
開始沉淀時的pH	1.9	7.0	－	－	－
沉淀完全時的pH	3.2	9.0	11.1	8	9（＞9溶解）

（1） 酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施是____（至少寫兩條）。

（2）H2O2的作用是_____。

（3）調pH＝8是為了除去___（填Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋）。

（4）鈉離子交換樹脂的原理為Mn＋＋nNaR→MRn＋nNa＋，被交換的雜質離子是___（填Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋）。

（5）已知以下氧化還原反應方程式（未配平）：Na2Cr2O7＋SO2＋H2O＝Cr（OH）（H2O）5SO4＋Na2SO4；以上反應各物質的配平系數依次為___。每生成1 mol Cr（OH）（H2O）5SO4轉移電子的數目為___。

Answer 1

【答案】升高溫度、攪拌、過濾后再向濾渣中加入硫酸(多次浸取)、適當延長浸取時間 將Fe2＋和Cr3＋氧化 Fe3＋、Al3＋ Mg2＋、Ca2＋ 1、3、11、2、1 3NA

【解析】

硫酸浸取液中金屬離子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋，過濾后向濾液中加入雙氧水，雙氧水有強氧化性，能氧化還原性的Fe2＋生成Fe3＋；加入氫氧化鈉溶液后，調節溶液的pH至8，根據表中數據知，Fe3＋、Al3＋轉化為沉淀除去；然后過濾，向濾液中加入鈉離子交換樹脂，然后加入二氧化硫，發生氧化還原反應得到Cr（OH）（H2O）5SO4。

（1）升高溫度、攪拌、增大反應物濃度都可以提高浸取率，其采用措施為升高溫度、攪拌、過濾后再向濾渣中加入硫酸（多次浸取）、適當延長浸取時間（只要答出任意一點即可，其他合理答案也可）；

（2）過氧化氫具有氧化性，可將Fe2＋和Cr3＋氧化；

（3）pH=8時，Fe3＋、Al3＋完全生成沉淀，所以pH=8時除去陽離子為Fe3＋、Al3＋；

（4）鈉離子交換樹脂交換的離子是鈣離子和鎂離子，即：Mg2＋、Ca2＋；

（5）二氧化硫具有還原性，被濾液Ⅱ中通過離子交換后的溶液中Na2CrO4氧化為硫酸，Na2CrO4氧被還原為CrOH（H2O）5SO4，水溶液中生成硫酸反應生成硫酸鈉，依據原子守恒分析書寫配平；Na2CrO4+3SO2+11H2O=2CrOH（H2O）5SO4↓+Na2SO4，

根據方程式：3SO2～2CrOH（H2O）5SO4，可知每生成1mol Cr（OH）（H2O）5SO4轉移電子的數目為3NA。