题目内容

17．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和处理．某工厂对制铬工业污泥中Cr（Ⅲ）的回收与再利用工艺如下（硫酸浸液中金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+）：

常温下部分阳离子的氢氧化物形成沉淀时溶液的pH见下表：
阳离子Fe3+Fe2+Mg2+Al3+Ca2+Cr3+
开始沉淀时的pH1.97.09.64.29.7
沉淀完全时的pH3.29.011.18.011.79.0（＞9.0 溶解）
（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是升高温度，搅拌，过滤后再向滤渣中加入H2SO4 （多次浸取），适当延长浸取时间（至少一条）．
（2）调pH=4.0是为了除去Fe3+
（3）钠离子交换树脂的作用原理为Mn++nNaR→MRn+nNa+，被交换的杂质离子是Ca2+、Al3+、Mg2+
（4）试配平下列氧化还原反应方程式：2Fe2++1H2O2+2H+═2Fe3++2H2O（　　）
（5）通入SO2的目的是将六价铬元素还原成三价铬元素，生成Cr（OH）（H2O）5SO4．

分析 （1）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；硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，酸浸是溶解物质为了提高浸取率，可以升高温度增大物质溶解度，增大接触面积增大反应速率，或加快搅拌速度等；
（2）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溶液使溶液调节pH=4，Fe3+转化为沉淀除去；
（3）钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子、铝离子；
（4）双氧水有强氧化性，能将亚铁离子氧化成铁离子，依据氧化还原反应电子守恒、原子守恒配平书写离子方程式；
（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可知，二氧化硫能将六价铬元素还原成三价铬元素，生成Cr（OH）（H2O）5SO4．

解答 解：（1）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：升高温度，搅拌，过滤后再向滤渣中加入H2SO4 （多次浸取），适当延长浸取时间；
（2）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=4，Fe3+、Al3+转化为沉淀除去；
故答案为：Fe3+；
（3）钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子、铝离子，因为在此之前，Fe3+被除去，
故答案为：Ca2+、Al3+、Mg2+；
（4）双氧水有强氧化性，能氧化还原性的物质，Fe2+有还原性，Fe2+能被双氧水氧化为铁离子，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，
故答案为：2、1、2、2、2H2O；
（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可知，二氧化硫能将六价铬元素还原成三价铬元素，生成Cr（OH）（H2O）5SO4，
故答案为：将六价铬元素还原成三价铬元素，生成Cr（OH）（H2O）5SO4．

点评 本题考查了离子方程式、化学方程式的书写、物质的分离等知识点，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，除杂的原则是：除去杂质且不引进新的杂质．

练习册系列答案
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2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）△H=-113.0kJ•mol-1
则反应SO2（g）+NO2（g）=SO3（g）+NO（g）的△H=-41.8 kJ•mol-1
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