问题 填空题

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)的处理工艺如下:

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

(1)实验室用18.4 mol·L1的浓硫酸配制250 mL 4.8 mol·L1的硫酸溶液,所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和胶头滴管外,还需                      

(2)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有                                

                                     。(写出两个措施)

(3)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:

                                      。      

(4)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+
开始沉淀时的pH2.7——————
沉淀完全时的pH3.711.189(>9溶解)
 

加入NaOH溶液使溶液呈碱性,Cr2O72转化为CrO42。滤液Ⅱ中阳离子主要有     ;但溶液的pH不能超过8,其理由是              

(5)钠离子交换树脂的反应原理为:Mn++nNaR→MRn+nNa+,利用钠离子交换树脂除去滤液Ⅱ中的金属阳离子是                  

(6)写出上述流程中用SO2进行还原的化学方程式                          

答案

(1)250mL容量瓶(1分)、量筒(1分)

(2)升高反应温度、增大固体颗粒的表面积、加快搅拌速度等(3点中答到2点即给2分)

(3)2Cr3+ + 3H2O2 + H2O =  Cr2O72—+ 8H+(2分)

(4)Na+、Mg2+、Ca2+(2分)

pH超过8会使部分Al(OH)3溶解生成AlO2,最终影响Cr(III)回收与再利用(2分)

(5)Ca2+、Mg2+(2分)

(6)3SO2 + 2Na2CrO4 + 12H2O = 2CrOH(H2O)5SO4↓+ Na2SO4 + 2NaOH (2分,

或3SO2 + 2CrO42 + 12H2O = 2CrOH(H2O)5SO4↓+ SO42 + 2OH

(1)考查物质的量浓度的配制。根据所给的仪器可知,好缺少250ml容量瓶和量筒。

(2)考查外界条件对反应速率的影响。可从温度,浓度和接触面积等角度进行考虑。

(3)考查氧化还原反应方程式的配平,依据得失电子守恒进行配平。

(4)根据沉淀时的pH值可以判断,当pH=8时,溶液中的Fe3+、Al3+已经以氢氧化物沉淀的形成析出,溶液中的阳离子主要还有Na+、Mg2+、Ca2+。因为pH太高,会溶解氢氧化铝沉淀,影响其后续实验的分离和提纯。

(5)根据钠离子交换树脂的反应原理可知,滤液中的Ca2+、Mg2+将被交换而除去。

(6)根据物质反应前后的变化可知二氧化硫是用来还原溶液中的CrO42―,其还原产物是CrOH(H2O)5SO4,然后根据得失电子守恒配平即可。

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