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Fe2+、Al3+、Ca2+和Mg2+。②Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+。③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	Fe2+	Mg2+	Al3+	Cr3+
沉淀完全时的pH	3.2	11.1	5.4(>8溶解)	9(>9溶解)

(1) 实验室用18.4mol/L的浓硫酸配制480mL2mol/L的硫酸，需量取浓硫酸_____mL；配制时除量筒、烧杯和玻璃棒外，还需用到的玻璃仪器有______________。

(2) H2O2的作用是将滤液I中的Cr3+转化为Cr2O72-,写出此反应的离子方程式:__________。

(3过滤II操作得到的滤渣主要为______(填化学式),滤液II中含有的离子主要有__。

(4) 钠离子交换树脂的反应原理为:Mn++nNaR=MRn+nNa+,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】54.3 500mL容量瓶、胶头滴管 2Cr3+＋3H2O2＋H2O＝Cr2O72－＋8H＋ Fe(OH)3、 Al(OH)3 Na+、 SO42－、 CrO42－ Mg2+、 Ca2+ 2CrO42－＋3SO2＋12H2O＝2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SO42－ ＋2OH－

【解析】

（1）实验室用18.4mol/L的浓硫酸配制480mL2mol/L的硫酸，需用500mL容量瓶，根据稀释前后硫酸物质的量不变，列式计算需量取浓硫酸的体积；定容时用容量瓶和胶头滴管；（2）H2O2的作用是将滤液I中的Cr3+转化为Cr2O72-,Cr化合价升高，Cr3+是还原剂，则H2O2是氧化剂，根据得失电子守恒配平方程式；（3）硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe2+、Al3+、Ca2+和Mg2+；根据常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH，加入氢氧化钠，调节溶液PH=8，可以生成Fe(OH)3、 Al(OH)3沉淀；（4）钠离子交换树脂的反应原理为:Mn++nNaR=MRn+nNa+,结合溶液中含有的阳离子，分析利用钠离子交换树脂可除去滤液II中的金属阳离子；（5）Cr2O72-被SO2还原生成Cr(OH)(H2O)5SO4。

（1）实验室用18.4mol/L的浓硫酸配制480mL2mol/L的硫酸，需用500mL容量瓶；设需量取浓硫酸的体积为vmL，根据稀释前后硫酸物质的量不变，18.4mol/L =500mL 2mol/L，v=54.3mL；配制时除量筒、烧杯和玻璃棒外，还需用到的玻璃仪器有500mL容量瓶、胶头滴管；（2）H2O2的作用是将滤液I中的Cr3+转化为Cr2O72-,Cr化合价升高，Cr3+是还原剂，则H2O2是氧化剂，反应离子方程式是2Cr3+＋3H2O2＋H2O＝Cr2O72－＋8H＋；（3）硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe2+、Al3+、Ca2+和Mg2+；根据常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH，加入氢氧化钠，调节溶液PH=8，可以生成Fe(OH)3、 Al(OH)3沉淀，所以过滤II操作得到的滤渣主要为Fe(OH)3、 Al(OH)3；根据元素守恒，滤液II中含有的离子主要有Na+、 SO42－、 CrO42－；（4）钠离子交换树脂的反应原理为:Mn++nNaR=MRn+nNa+，结合溶液中含有的阳离子，利用钠离子交换树脂可除去滤液II中的金属阳离子有Mg2+、 Ca2+；（5）Cr2O72-被SO2还原生成Cr(OH)(H2O)5SO4，反应离子方程式是2CrO42－＋3SO2＋12H2O＝2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SO42－ ＋2OH－。