Question

【題目】電鍍廢液的綜合利用有利于減少重金屬對水體的污染。某實驗小組用以下流程模擬利用一定量工業電鍍廢液(強酸性，含Cr2O72-、雜質Cu2+等)制備水溶性皮革鞣劑Cr(OH)SO4。回答下列問題：

(已知lg2=0.3，Ksp[ Cr(OH)3]=6.4×10-31, Ksp[ Cu(OH)2]=2×10-20 )

(1)加Na2SO3前先將廢液調為弱酸性溶液的原因是__________________，寫出廢液中加Na2SO3時發生反應的離子方程式_____________。

(2)步驟①須保持溫度在30～50℃，可采用的措施是___________________。

(3)步驟②的操作名稱是___________。

(4)若在步驟②中，使Cr3+完全沉淀，則溶液的pH范圍為______________,

[已知溶液中c(Cu2+)=2×10-4mol·L-1,完全沉淀時c(Cr3+)<10-5 mol·L-1]

(5)粗產品中含有微量CrO42-，工業選擇的試劑X應滿足的條件是__________。

A.與水互不相溶 B.CrO42-在X中溶解度小

C.Cr(OH)SO4在X中溶解度大 D.Cr(OH)SO4與X不反應

(6)若工業電鍍廢液含0.1mol Cr2O72-，最終制得產品31.35g，則產率為__________。

(7)酸性條件下，蔗糖還原Na2Cr2O7也可制備Cr(OH)SO4：

Na2Cr2O7+NaHSO4+C12H22O11→Cr(OH)SO4+Na2SO4+H2O+CO2(未配平)

①反應中每生成1molCr(OH)SO4，理論上需要C12H22O11_________mol

②將生成液降溫至17℃以下，靜置，過濾，在80℃時蒸發濾液，得到標準的工業產品，該產品中混有的主要雜質是________________。

Answer 1

【答案】 溶液酸性過強，Na2SO3生成SO2，利用率降低 Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O 水浴加熱 過濾 洗滌 5.6<pH<6 AD 95% 1/16 Na2SO4

【解析】(1)由于溶液酸性過強，Na2SO3生成SO2，利用率降低，所以加Na2SO3前先將廢液調為弱酸性溶液；亞硫酸鈉具有還原性，能把重鉻酸根離子氧化，則廢液中加Na2SO3時發生反應的離子方程式為Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O。(2)步驟①須保持溫度在30～50℃，可采用的措施是水浴加熱。(3)步驟②得到濾渣和濾液，其操作名稱是過濾。(4)完全沉淀時c(Cr3+)<10-5 mol·L-1，此時溶液中氫氧根濃度是，溶液中氫離子濃度是2.5×10－6mol/L，所以pH＝5.6。溶液中c(Cu2+)=2×10-4mol·L-1，開始沉淀是氫氧根濃度是 ，pH＝6，所以溶液的pH范圍為5.6<pH<6；(5)要除去粗產品中含有微量CrO42-，工試劑X應滿足的條件是與水互不相溶且Cr(OH)SO4與X不反應，答案選AD。(6)若工業電鍍廢液含0.1mol Cr2O72-，則理論上制得Cr(OH)SO4的質量＝0.2mol×165g/mol＝33g，最終制得產品31.35g，則產率為31.35g/33g×100%＝95.0%。(7)①反應中Cr元素化合價從+7價降低到+3價，得到3個電子。碳元素化合價從0價升高到+4價，所以根據電子得失守恒可知每生成1molCr(OH)SO4，理論上需要C12H22O11的物質的量是3mol÷48＝1/16mol；②反應中還有硫酸鈉生成，因此該產品中混有的主要雜質是Na2SO4。