工业上将制取重铬酸钾(K2Cr2O7)和铬酸酐(CrO3)的剩余废渣称为铬渣,其成分为SiO2、Al2O3、MgO、Fe2O3、CrO3、K2Cr2O7等。
已知:
①重铬酸钾和铬酸酐都易溶于水,这是造成铬污染的主要原因,它们都是强氧化剂,铬酸酐溶于水呈酸性;
②+6价铬易被人体吸收,可致癌;+3价铬不易被人体吸收,毒性小。
③下表为一些金属氢氧化物沉淀的pH参照数据。
物质 | 开始沉淀 | 完全沉淀 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Al(OH)3 | 3.7 | 4.7 |
Cr(OH)3 | 4.7 | a |
Fe(OH)2 | 7.6 | 9.6 |
Mg(OH)2 | 9.6 | 11.1 |
回答下列处理铬渣、消除铬污染的有关问题:
(1)将铬渣用稀硫酸浸取、过滤,在浸出液中加入适量的绿矾(FeSO4·7H2O),加入绿矾的目的是_____________________________________________
(2)再向浸出液中缓慢加入烧碱,至pH刚好达到4.7,过滤,所得沉淀的化学式是____________________________________________________________;
常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,要使Cr3+完全沉淀[c(Cr3+)降至10-5 mol·L-1视为沉淀完全],溶液的pH应调于a=________。
(3)向(2)中得到的滤液中加入硫酸,调节至呈强酸性,所得的溶液是含____________________溶质的溶液。
(1)将高价有毒的+6价Cr还原成无毒的+3价Cr
(2)Fe(OH)3、Al(OH)3 5
(3)MgSO4和K2SO4
(1)根据污水中物质的含量可知,加入硫酸后,除SiO2不溶过滤除去外,其他金属离子均生成其简单阳离子,且Cr为+6价,根据题意可知其有毒,需要被还原为+3价。加入的绿矾作还原剂。
(2)结合沉淀的pH,溶液由强酸性到pH为4.7,只有Fe(OH)3和Al(OH)3生成。Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)×c3(OH-),若c(Cr3+)=10-5 mol/L时,c(OH-)==10-9 mol/L,常温时c(H+)=10-5 mol/L,即pH=5时Cr3+沉淀完全。
(3)根据污水中含有的物质可知,(2)操作后剩余的金属阳离子为Mg2+和K+,硫酸提供SO42—