Question

【题目】某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，且酸性较强。为回收利用铬，通常采用如下流程处理：

注：部分阳离子常温下沉淀时的pH见下表

阳离子	Fe3+	Fe2+	Mg2+	Al3+	Cr3+
开始沉淀pH	1.4	7	9.1	3.4	4.3
完全沉淀pH	3.7	9.6	11.1	5.4(>8溶解)	9(>9溶解)

(1)氧化过程主要是氧化Fe2+和Cr3+，氧化Fe2+的目的是：________________；其中Cr3+被氧化为Cr2O72-,该反应的离子方程式为：____________，氧化Cr3+的目的是__________。

(2)选择以下合适选项填空：加入NaOH溶液调整溶液pH=8时，除去的离子是________；已知钠离子交换树脂的原理：Mn++nNaR→MRn+nNa+,此步操作被交换除去的杂质离子是_____。

A．Fe3+ B．Al3+ C．Ca2+ D．Mg2+

(3)还原过程中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为：_________________。

Answer 1

【答案】 氧化为Fe3+之后，可以通过调节溶液pH除去 2Cr3++3H2O2+H2O=Cr2O72-+8H+ 防止调节溶液pH时将Cr元素沉淀除去 AB CD 4∶3

【解析】某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，加双氧水把亚铁离子氧化为铁离子，同时Cr3+被氧化为Cr2O72-，加氢氧化钠调节pH=8，则Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，过滤，滤液中主要含有Cr2O72-、Ca2+和Mg2+等，通过钠离子交换树脂，除去Ca2+和Mg2+，然后加Na2S2O3把Cr2O72-还原为Cr3+，再调节pH得到Cr(OH)(H2O)5SO4，据此解答。

(1)根据以上分析可知氧化Fe2+的目的是将亚铁离子氧化为Fe3+之后，可以通过调节溶液pH除去：其中Cr3+被氧化为Cr2O72-,根据电子得失守恒可知该反应的离子方程式为2Cr3++3H2O2+H2O=Cr2O72-+8H+；根据表中数据可知氧化Cr3+的目的是防止调节溶液pH时将Cr元素沉淀除去。

(2)根据表中数据可知，pH=8时，Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，则Fe3+、Al3+被除去，答案选AB；通过钠离子交换树脂，除去Ca2+和Mg2+，答案选CD；

(3)还原过程中Cr元素化合价从+6价降低到+3价，1molCr2O72-得到6mol电子。S元素化合价从+2价升高到+6价，则1molNa2S2O3失去8mol电子，所以根据电子得失守恒可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为8∶6＝4∶3。