Question

（2011?闵行区二模）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．
（1）染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO₂?，可以在碱性条件下加入铝粉除去（加热处理后的废水，会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体）．除去NO₂?离子的离子方程式为

2Al+OH^-+NO₂^-+2H₂O=2AlO₂^-+NH₃?H₂O

．
（2）某工厂对制革工业污泥中Cr³⁺回收与再利用工艺如下（硫酸浸取液中金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺）：

部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：

阳离子	Fe3+	Fe2+	Mg2+	Al3+	Cu2+	Cr3+
开始沉淀时的pH	1.9	7.0	--	--	4.7	--
沉淀完全时的pH	3.2	9.0	11.1	8	6.7	9 （＞9溶解）

①实验室用18.4mol/L的浓硫酸配制250mL 4.8mol/L的硫酸溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和吸量管（一种能精确量取一定体积液体的仪器）外，还需

250mL容量瓶、胶头滴管

．
②酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是

增加浸取时间、不断搅拌混合物、滤渣多次浸取等

（答2点）．
③加入H₂O₂的作用是

将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，将Cr³⁺转变成较高价态的铬，以便于与杂质离子分离

．
④钠离子交换树脂的原理为：Mⁿ⁺+nNaR→MR_n+nNa⁺，被交换的杂质离子是

Ca²⁺、Mg²⁺

（选填：Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺）．
（3）印刷电路铜板腐蚀剂常用FeCl₃．腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的浓度均为0.10mol/L，请参照上表给出的数据和提供的试剂（可能用到的试剂：Cl₂、浓H₂SO₄、NaOH溶液、CuO、Cu），简述除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺的实验步骤①

通入足量氯气将Fe²⁺氧化成Fe³⁺

；②

加入CuO调节溶液的pH至[3.2，4.7）

；③过滤．

Answer 1

分析：（1）铝与强碱能反应生成偏铝酸盐，高中学过的能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是氨气，由此判断该反应的生成物，从而写出离子方程式．
（2）①配置一定物质的量浓度的溶液所需的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、吸量管、容量瓶和胶头滴管．
②酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是延长浸取时间、加快溶解速度等措施．
③根据双氧水的性质分析，双氧水有强氧化性，能氧化还原性的物质．
④钠离子交换树脂交换 的离子是钙离子和镁离子．
（3）除杂的原则是：除去杂质且不引进新的杂质，除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺，必须先使Fe²⁺转化为Fe³⁺，再加入氧化铜除去多余的氯气，调节溶液的PH值，使Fe³⁺完全转化为氢氧化铁从而除去溶液中的Fe³⁺．

解答：解：（1）根据题意知，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是氨气，铝与强碱能反应生成偏铝酸盐，铝是还原剂，NO₂^-是氧化剂，所以能发生氧化还原反应生成偏铝酸盐和氨水，
离子方程式为：2Al+OH^-+NO₂^-+2H₂O=2AlO₂^-+NH₃?H₂O．
故答案为：2Al+OH^-+NO₂^-+2H₂O=2AlO₂^-+NH₃?H₂O
（2）①配置一定物质的量浓度的溶液所需的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、吸量管、容量瓶和胶头滴管．
故答案为：250mL容量瓶、胶头滴管．
②酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是：延长浸取时间、加快溶解速度等措施．
故答案为：增加浸取时间、不断搅拌混合物、滤渣多次浸取等．
③双氧水有强氧化性，能氧化还原性的物质，Fe²⁺和Cr³⁺有还原性，Fe²⁺和Cr³⁺能被双氧水氧化为高价离子，以便于与杂质离子分离．
故答案为：将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，将Cr³⁺转变成较高价态的铬，以便于与杂质离子分离．
④钠离子交换树脂交换 的离子是钙离子和镁离子．
故答案为：Ca²⁺、Mg²⁺．
（3）①除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺，根据生成沉淀所需溶液 的PH值知，若使Fe²⁺转化为沉淀时，铜离子已经完全沉淀，所以不符合题意，故首先把Fe²⁺转化为Fe³⁺，加入氧化剂且不引进新的杂质，所以首先要通入足量氯气将Fe²⁺氧化成Fe³⁺．
故答案为：通入足量氯气将Fe²⁺氧化成Fe³⁺．
②通入足量氯气后，溶液呈酸性，所以要加入某种物质除去溶液中的酸且不引进新的杂质，所以要加入氧化铜，使酸转化为氯化铜，当溶液的PH值4.7时，铜离子开始出现沉淀，当溶液的PH值为3.2时，三价铁离子沉淀完全，铜离子未产生沉淀，所以要使三价铁离子和铜离子分离，溶液的PH值应为[3.2，4.7）．
故答案为：加入CuO调节溶液的pH至[3.2，4.7）．

点评：本题考查了离子方程式的书写、物质的分离等知识点，难度不大，注意会运用溶液的PH值对溶液中的离子进行分离，除杂的原则是：除去杂质且不引进新的杂质．