Question

工业上利用电镀污泥（主要含有Fe₂O₃、CuO、Cr₂O₃及部分难溶杂质）回收铜和铬等金属，回收流程如图1：

已知部分物质沉淀的pH及CaSO₄的溶解度曲线如图2：

	Fe3+	Cu2+	Cr3+
开始沉淀pH	2.1	4.7	4.3
完全沉淀pH	3.2	6.7	a

（1）在浸出过程中除了生成Fe₂（SO₄）₃、Cr₂（SO₄）₃外，主要还有

 

（2）在除铁操作中，需要除去Fe³⁺和CaSO₄，请完成相关操作：①加入石灰乳调节pH到

 

；②将浊液加热到80℃，

 

．
（3）写出还原步骤中加入NaHSO₃生成Cu₂O固体的离子反应方程式

 

，此步骤中加入NaHSO₃得到Cu₂O的产率为95%，若NaHSO₃过量，除了浪费试剂外，还会出现的问题是

 

．
（4）当离子浓度≤1×10^-5 mol?L^-1认为沉淀完全，若要使Cr³⁺完全沉淀则要保持c（OH^-）≥

 

．已知：Ksp[Cr（OH）₃]=6.3×10^-31，

3	63

≈4.0）

Answer 1

考点：金属的回收与环境、资源保护,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：电离平衡与溶液的pH专题,几种重要的金属及其化合物

分析：（1）根据氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水进行解答；
（2）根据图表可知铁离子完全沉淀pH为3.2以及温度越高；
（3）亚硫酸氢根离子具有强的还原性，能和铜离子之间发生反应生成硫酸根离子以及氧化亚铜；
（4）根据Ksp[Cr（OH）₃]=c（Cr³⁺）?（OH^-）³来计算回答．

解答： 解：（1）氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，所以在浸出过程中除了生成Fe₂（SO₄）₃、Cr₂（SO₄）₃外，主要还有硫酸铜；故答案为：CuSO₄；
（2）根据图表可知铁离子完全沉淀pH为3.2，所以在除铁操作中，需要除去Fe³⁺和CaSO₄，相关操作：①加入石灰乳调节pH到3.2；②将浊液加热到80℃，
趁热过滤；故答案为：3.2；趁热过滤；
（3）硫酸氢根离子具有强的还原性，能和铜离子之间发生反应生成硫酸根离子以及氧化亚铜，发生的反应为：2H₂O+HSO₃^-+2Cu²⁺=Cu₂O↓+SO₄^2-+5H⁺ 
，在酸性环境下，亚硫酸氢根离子和氢离子之间反应生成的二氧化硫具有毒性，能污染空气，故答案为：2H₂O+HSO₃^-+2Cu²⁺=Cu₂O↓+SO₄^2-+5H⁺；产生SO₂污染环境；
（4）当离子浓度≤1×10^-5 mol?L^-1认为沉淀完全，若要使Cr³⁺完全沉淀则要保持c（OH^-）≥

3	Ksp c(Cr3+)

=

3	6.3×10-31 1×10-5

=4.0×10^-9 mol?L^-1，故答案为：4.0×10^-9 mol?L^-1．

点评：本题考查了离子方程式的书写、物质的分离等知识点，难度不大，注意会运用溶液的pH值对溶液中的离子进行分离，除杂的原则是：除去杂质且不引进新的杂质．