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，回收流程如下：

已知部分物质沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲线如下：

	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，）

 

Answer 1

（1）CuSO4 (3分)

（2）①3．2 (2分) ②趁热过滤 (2分)

（3）2H2O + HSO3— +2Cu2+=Cu2O↓+SO42— +5H+(3分)； 产生SO2污染环境(3分)

（4）4．0×10-9mol/L (3分)

【解析】

试题分析：（1）Fe2O3、CuO、Cr2O3与硫酸反应生成Fe2(SO4)3、CuSO4、Cr2(SO4)3，所以在浸出过程中除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3外,主要还有CuSO4；

（2）①除铁操作中铁离子沉淀完全，而铜离子与铬离子不能沉淀，铁离子沉淀完全的pH是3．2所以调节溶液pH到3．2；80℃时CaSO4的溶解度已经很小，此时以固体形式存在，若不趁热过滤，温度下降后，CaSO4的溶解度又增大，重新回到溶液中，达不到除杂目的，所以将浊液加热到80℃，要趁热过滤，以除去CaSO4

（3）Cu元素以Cu2+形式存在于溶液中，加入NaHSO3二者发生氧化还原反应，生成Cu2O固体，HSO3—被氧化成SO42—，所以离子方程式为2H2O+HSO3— +2Cu2+=Cu2O↓+SO42—+5H+；若NaHSO3过量，则该步骤中Cu2+被还原后的溶液酸性增强，则H+会与过量的NaHSO3反应产生SO2，污染环境；

（4）Cr3+完全沉淀时C(Cr3+)≤1×10—5 mol?L-1,而Ksp[Cr(OH)3]= C(Cr3+)·C(OH—)3=6．3×10-31，C(OH—)3= 6．3×10-31/ C(Cr3+)≥6．3×10-26,所以C(OH—) ≥×10-9=4．0×10-9。

考点：考查对工业流程的分析，反应产物、pH的判断，Ksp的有关计算，离子方程式的书写