题目内容

【题目】电镀工业会产生大量的电镀污水处理电镀污水时会产生大量的电镀污泥，电镀污泥含有多种金属(Ni、Cu、Fe、Cr、Al)的氢氧化物和不溶性杂质。下面是处理某种电镀污泥回收铜、镍元素的一种工业流程：

电镀污泥用硫酸浸出后得到的浸出液中各金属离子浓度见下表。

（1）硫酸浸出过程中，为提高浸出速率，可以采取的措施有___________(写出两条)。

（2）在电解回收铜的过程中，为提高下一步的除杂效果，需控制电解电压稍大一些使Fe2+氧化，则磷酸盐沉淀中含有的物质为___________。

（3）假设电解前后Ni2+浓度基本不变，若使Ni2+在除杂过程不损失，则溶液中PO43-浓度不能超过________ mol/ L。(列出计算表达式．Ksp[Ni3(PO4)2]=5×10-31)

（4）滤液中的___________可回收循环使用；研究发现当NaOH溶液浓度过大时，部分铝元素和铬元素会在滤液中出现，滤液中出现铝元素的原因为________ (用离子方程式解释)。

（5）Ni(OH)2是镍氢蓄电池的正极材料，在碱性电解质中，电池充电时Ni(OH)2变为NiOOH，则电池放电时正极的电极反应式为________。

（6）电镀污水中的Cr元素也可以用铁氧体法处理，原理为在废水中加入过量的FeSO4，在酸性条件下Cr2O72-被还原为Cr3+，同时生成Fe3+；加入过量的强碱生成铁铬氧体(CrxFe3-xO4沉淀，写出加入过量强碱生成铁铬氧体(CrxFe3-xO4)沉淀的离子方程式___________。

【答案】加热、增大硫酸浓度、搅拌等 FePO4、CrPO4、AlPO4 Na3PO4 Al(OH)3+OH-= AlO2-+2H2O NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH- xCr3++Fe2++ (2-x) Fe3+ +8OH-=CrxFe3-xO4↓+ 4H2O

【解析】

（1）根据影响化学反应速率的因素，硫酸浸出过程中，为提高浸出速率，可以采取的措施有加热、增大硫酸浓度、搅拌等，故答案为加热、增大硫酸浓度、搅拌等。

（2）根据常见酸碱盐是溶解性规律，可知，磷酸盐沉淀中含有的物质有FePO4、CrPO4、AlPO4，故答案为FePO4、CrPO4、AlPO4。

（3）根据Ksp[Ni3(PO4)2]=5×10-31，要使Ni2+在除杂过程不损失，需要Qc＜Ksp[Ni3(PO4)2]，溶液中c(Ni2+)=7000mg/L=mol/ L，则溶液中PO43-浓度不能超过=mol/ L，故答案为。

（4） 根据流程图，氢氧化钠溶解部分沉淀物生成的Na3PO4可回收循环使用；研究发现当NaOH溶液浓度过大时，部分铝元素和铬元素会在滤液中出现，滤液中出现铝元素的原因是氢氧化钠将氢氧化铝溶解，离子方程式为Al(OH)3+OH-= AlO2-+2H2O，故答案为Na3PO4；Al(OH)3+OH-= AlO2-+2H2O；

（5） Ni(OH)2是镍氢蓄电池的正极材料，在碱性电解质中，电池充电时Ni(OH)2发生氧化反应生成NiOOH，则电池放电时正极上NiOOH发生还原反应生成Ni(OH)2，电极反应式为NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-，故答案为NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-；

（6）在废水中加入过量的FeSO4，在酸性条件下Cr2O72-被还原为Cr3+，同时生成Fe3+；加入过量的强碱生成铁铬氧体(CrxFe3-xO4沉淀，加入过量强碱生成铁铬氧体(CrxFe3-xO4沉淀的离子方程式为xCr3++Fe2++ (2-x) Fe3+ +8OH-=CrxFe3-xO4↓+ 4H2O，故答案为xCr3++Fe2++ (2-x) Fe3+ +8OH-=CrxFe3-xO4↓+ 4H2O。

练习册系列答案
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pH

0.9

1.2

1.5

1.8

2.1

2.4

2.7

3.0

Fe2+氧化速率/（g·L－1·h－1）

4.5

5.3

6.2

6.8

7.0

6.6

6.2

5.6

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A.a>b>c>dB.b>c>d>aC.d>a>b>cD.a>b>d>c

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