Question

【题目】利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下：

已知：①硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。

②常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：

阳离子	Fe3+	Mg2+	Al3+	Cr3+
沉淀完全时的pH	3.7	11.1	5.4(>8溶解)	9(>9溶解)

(1)实验室用18.4 mol·L-1的浓硫酸配制480 mL 2 mol·L－1的硫酸，需量取浓硫酸_______mL；配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外，还需_______。

(2)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O，写出此反应的离子方程式：_______。

(3)加入NaOH溶液使溶液呈碱性，既可以除去某些杂质离子，同时又可以将Cr2O转化为______(填微粒的化学式)

(4)钠离子交换树脂的反应原理为：Mn+ + n NaR = MRn + n Na＋，则利用钠离子交换树脂可除去滤液Ⅱ中的金属阳离子有_____________。

(5)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式____________。

Answer 1

【答案】 54（54.3不给分） 500mL容量瓶、胶头滴管 2Cr3+＋3H2O2＋H2O＝Cr2O＋8H＋ CrO Mg2+、Ca2+ 2CrO＋3SO2＋12H2O＝2Cr(OH)（H2O）5SO4↓＋SO ＋2OH－

【解析】

本题考查化学工艺流程的理解与分析。

由流程图可知，硫酸浸取的目的是，浸取制革工业污泥中的Cr3+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+；加入过氧化氢氧化Cr3+离子，将Cr3+离子氧化为Cr2O72-离子；加入NaOH溶液使溶液PH=8的目的是使Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀而除去，同时又可以使Cr2O72-转化为CrO42-；钠离子交换树脂可除去滤液Ⅱ中的Ca2+和Mg2+；通入二氧化硫，二氧化硫具有还原性，被滤液Ⅱ中通过离子交换后的溶液中Na2CrO4氧化为硫酸，Na2CrO4氧被还原为CrOH（H2O）5SO4。

（1）用18.4molL-1的浓硫酸来配制480mL2molL-1的稀硫酸，应选择500mL容量瓶，实际应配制500mL溶液，设需要18.4 mol·L-1浓硫酸体积为V，依据溶液稀释过程中溶质的物质的量不变得：18.4mol/L×V=500mL×2mol/L，解得V=54mL；配制一定物质的量浓度溶液一般步骤：计算、量取、稀释、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶，用到的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管，则配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外，还需500ml容量瓶和胶头滴管。（2）双氧水有强氧化性，能氧化还原性的物质，Cr3+有还原性，Cr3+能被双氧水氧化为高价离子，以便于与杂质离子分离，反应的离子方程式为：2Cr3++3H2O2+H2O=Cr2O72-+8H+。（3）硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，加入过氧化氢氧化铬离子为Cr2O72-，加入NaOH溶液使溶液呈碱性，使Cr2O72-转化为CrO42-。（4）由流程图可知，钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子。（5）二氧化硫具有还原性，被滤液Ⅱ中通过离子交换后的溶液中Na2CrO4氧化为硫酸，Na2CrO4氧被还原为CrOH（H2O）5SO4，水溶液中生成氢氧化钠溶液和硫酸反应生成硫酸钠，反应的离子方程式为：2CrO＋3SO2＋12H2O＝2Cr(OH)（H2O）5SO4↓＋SO ＋2OH－。