题目内容
某工厂对制革工业污泥中Cr（Ⅲ）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见下表：
（1）实验室用18.4mol?L-1的浓硫酸配制250mL 4.8mol?L-1的硫酸溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和移液管（一种能精确量取一定体积液体的仪器）外，还需 ．
（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是 （至少两条）．
（3）加入H2O2的作用是 ．
（4）钠离子交换树脂的原理为：Mn++nNaR→MRn+nNa+，被交换的杂质离子是 ．
（5）还原过程发生以下反应（请配平）： Na2Cr2O7+ SO2+ =Cr（OH）（H2O）5SO4+ Na2SO4；
（6）从流程的滤液中可回收的主要物质是 ．
部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
| 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） |
（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是
（3）加入H2O2的作用是
（4）钠离子交换树脂的原理为：Mn++nNaR→MRn+nNa+，被交换的杂质离子是
（5）还原过程发生以下反应（请配平）：
（6）从流程的滤液中可回收的主要物质是
考点：金属的回收与环境、资源保护
专题：实验设计题
分析：含铬污泥预处理后水溶酸溶过滤得到滤液中加入过氧化氢氧化铬离子变成+6价Cr，加入氢氧化钠溶液调节溶液PH=8，Fe3+、Al3+转化为沉淀除去，滤液加入钠离子交换树脂后通入二氧化硫还原得到目标产物；
（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）升高温度、增大物质溶解度、增大接触面积或加快搅拌速度等均可增大速率；
（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；
硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Fe3+、Al3+转化为沉淀除去；
（4）钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子；
（5）依据流程图中的转化关系和产物，结合二氧化硫的还原性，利用氧化还原反应原理分析书写；
（6）从流程的滤液中可回收的主要物质是硫酸钠．
（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）升高温度、增大物质溶解度、增大接触面积或加快搅拌速度等均可增大速率；
（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；
硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Fe3+、Al3+转化为沉淀除去；
（4）钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子；
（5）依据流程图中的转化关系和产物，结合二氧化硫的还原性，利用氧化还原反应原理分析书写；
（6）从流程的滤液中可回收的主要物质是硫酸钠．
解答：
解：（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：增加浸取时间、不断搅拌混合物、滤渣多次浸取等，
故答案为：升高反应温度、搅拌（或增加浸取时间、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；
硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，加入NaOH溶液使溶液呈碱性，溶液PH=8，Fe3+、Al3+转化为沉淀除去；
故答案为：氧化+3价Cr使之转变成+6价Cr（或Cr2O72-），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+；
（5）二氧化硫具有还原性，被滤液Ⅱ中通过离子交换后的溶液中Na2CrO4氧化为硫酸，Na2CrO4氧被还原为CrOH（H2O）5SO4，水溶液中生成硫酸反应生成硫酸钠，依据原子守恒分析书写配平，2Na2CrO4+3SO2+12H2O=2CrOH（H2O）5SO4↓+Na2SO4，
故答案为：1；3；11H2O；2；1；
（6）从流程的滤液中可回收的主要物质是硫酸钠，故答案为：Na2SO4．
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：增加浸取时间、不断搅拌混合物、滤渣多次浸取等，
故答案为：升高反应温度、搅拌（或增加浸取时间、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；
硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，加入NaOH溶液使溶液呈碱性，溶液PH=8，Fe3+、Al3+转化为沉淀除去；
故答案为：氧化+3价Cr使之转变成+6价Cr（或Cr2O72-），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+；
（5）二氧化硫具有还原性，被滤液Ⅱ中通过离子交换后的溶液中Na2CrO4氧化为硫酸，Na2CrO4氧被还原为CrOH（H2O）5SO4，水溶液中生成硫酸反应生成硫酸钠，依据原子守恒分析书写配平，2Na2CrO4+3SO2+12H2O=2CrOH（H2O）5SO4↓+Na2SO4，
故答案为：1；3；11H2O；2；1；
（6）从流程的滤液中可回收的主要物质是硫酸钠，故答案为：Na2SO4．
点评：本题考查了了分离提纯方法和基本操作的综合应用，题目涉及溶液配制、影响速率的因素、物质的分离、电解原理的应用等，题目难度较大，注意会运用溶液的pH值对溶液中的离子进行分离，熟悉发生的电极反应及常见实验操作即可解答．
练习册系列答案
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