Question

【题目】工业上利用电镀污泥（主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分难溶杂质）回收铜和铬等金属，回收流程如下：

已知部分物质沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲线如下：

（1）在浸出过程中除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3外，主要还有 。

（2）在除铁操作中，需要除去Fe3＋和CaSO4，请完成相关操作：

①加入石灰乳调节pH范围 ，检验Fe3＋已经除尽的操作是 ；

②将浊液加热到80℃， 。

（3）写出还原步骤中加入NaHSO3生成Cu2O固体反应的离子方程式： ，此步骤中加入NaHSO3得到Cu2O的产率为95%，若NaHSO3过量，除了浪费试剂外，还会出现的问题是 。

（4）当离子浓度小于或等于1×10－5 mol·L－1时可认为沉淀完全，若要使Cr3＋完全沉淀则要保持c(OH－)≥ 。[已知：Ksp[Cr(OH)3] = 6.3×10－31，≈4.0]。

Answer 1

【答案】（1）CuSO4

（2）①3.2～4.3取适量滤液，加KSCN溶液，若不变红，则说明Fe3＋已除②趁热过滤

（3）2H2O＋HSO3－＋2Cu2＋=Cu2O↓＋SO42－＋5H＋产生SO2，污染环境

（4）4.0×10－9mol·L－1

【解析】试题分析：（1）Fe2O3、CuO、Cr2O3均能溶于硫酸，分别生成盐[Fe2(SO4)3、CuSO4、Cr2(SO4)3]和水；（2）由部分物质沉淀的pH及除铁操作的目的可知，加入石灰乳调节溶液的pH为3.2～4.3，不会沉淀Cu2+、Cr3+，但能除去Fe3＋和CaSO4；Fe3＋遇KSCN变红，如果溶液中Fe3＋已经除尽，则滤液遇KSCN溶液不变红；再由CaSO4的溶解度曲线可知，CaSO4的溶解度随温度升高而逐渐减小，如果将浊液加热到80℃，趁热过滤，可以除去CaSO4；（3）由铜元素降价可知硫元素必须升价，根据易溶且完全电离的化合物拆写原则、电子电荷原子守恒可知，还原步骤的原理为；亚硫酸属于中强酸，而还原步骤可以生成的硫酸是强酸，若NaHSO3过量，过量的NaHSO3可以与强酸反应生成有毒的SO2气体，造成环境污染；（4）由沉淀溶解原理可知，Cr(OH)3(s)Cr3＋+ 3OH－，Ksp[Cr(OH)3] = c(Cr3＋)c3(OH－) = 6.3×10－31，则c3(OH－) = 6.3×10－31/1×10－5= 6.3×10－26= 63×10－27，c(OH－) = mol·L－1= 4.0×10－9 mol·L－1，即要使Cr3＋完全沉淀则要保持 c(OH－)≥4.0×10－9 mol·L－1。