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。

其中硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。

（1）酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施有______________答出兩點。

（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）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+
開始沉淀時的pH	2.7
沉淀完全時的pH	3.7	11.1	8	9(>9溶解)

加入NaOH溶液使溶液呈堿性，Cr2O72-轉化為CrO42-。濾液Ⅱ中陽離子主要有________；但溶液的pH不能超過8，其理由是_______________。

（4）寫出上述流程中用SO2進行還原時發生反應的化學方程式： ____________。

（5）滴定法測定純堿產品中NaHCO3含量的方法是：準確稱取純堿樣品Wg，放入錐形瓶中加蒸餾水溶解，加1~2滴酚酞指示劑，用cmol/L的HCl溶液滴定至溶液由紅色變為無色指示反應的終點，所用HCl溶液體積為V1mL，再加1~2滴甲基橙指示劑，繼續用HCl溶液滴定至溶液由黃色變為橙色，所用HCI溶液總體積為V2mL，則純堿樣品中NaHCO3質量分數為____________。

Answer 1

【答案】加熱升高反應溫度 、增大固體顆粒的表面積 、、 超過8會使部分溶解生成，最終影響Ⅲ的回收與再利用

【解析】

含鉻污泥預處理后，用過硫酸浸取金屬離子，硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，加入過氧化氫氧化Cr3+為高價態，加入氫氧化鈉溶液調節溶液的pH=8，使其他離子沉淀，過濾得到濾液用Na+交換樹脂交換Mg2+和Ca2+，得到的溶液中通入SO2還原得到Cr(OH)(H2O)5SO4；

（1）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）根據H2O2的性質分析，H2O2有強氧化性，能氧化還原性的物質，依據電荷守恒、原子守恒書寫離子方程式；

（3）溶液堿性過強，OH-與Al(OH)3反應；

（4）依據流程圖中的轉化關系和產物，結合SO2的還原性，利用氧化還原反應原理分析書寫；

（5）加酚酞作指示劑，指示CO32-+H+=HCO3-的滴定終點，再加甲基橙，指示HCO3-+H+=CO2↑+H2O的滴定終點，樣品中含有的NaHCO3反應消耗鹽酸體積為(V2-V1)mL，消耗鹽酸的物質的量為mol，因此NaHCO3的物質的量為mol，以此來計算NaHCO3的質量分數。

（1）酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施是：加熱升高反應溫度；增大固體顆粒的表面積；

（2）雙氧水有強氧化性，能氧化還原性的物質，Cr3+ 有還原性 ，Cr3+ 能被雙氧水氧化為高價離子，以便于與雜質離子分離，離子方程式為： ；

（3）硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是 Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+， 加入過氧化氫氧化鉻離子為Cr2O72-，加入 NaOH 溶液使溶液呈堿性，Cr2O72-轉化為CrO42-， 溶液pH=8，Fe3+、Al3+沉淀完全 ， 濾液Ⅱ中陽離子主要Na+、Ca2+和Mg2+；超過pH=8，氫氧化鋁是兩性氫氧化物會溶解于強堿溶液中影響鉻離子的回收利用；

（4）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，a2CrO4被還原為Cr(OH)(H2O)5SO4，水溶液中生成氫氧化鈉溶液和硫酸反應生成硫酸鈉，反應的方程式為： ；

（5）根據題意，純堿中含有的碳酸氫鈉的物質的量為mol，純堿樣品中NaHCO3質量分數為：。