Question

【题目】某工厂对制革工业污泥中Cr元素的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＋、Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋)：

常温下部分阳离子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）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是___(写一条即可)。

（2）调pH＝8是为了除去___(填Fe3＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋)。

（3）试配平氧化还原反应方程式：_Na2Cr2O7＋_SO2＋_H2O=________Cr(OH)(H2O)5SO4＋_Na2SO4；每生成1molCr(OH)(H2O)5SO4消耗SO2的物质的量为___。

（4）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药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3＋ 和Fe2＋的实验步骤：①___；②___；③过滤。(提供的药品：Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu)。

Answer 1

【答案】升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次浸取)、适当延长浸取时间 Fe3＋、Al3＋ 1 3 11 2 1 1.5mol 通入足量氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋ 加入CuO调节溶液的pH至3.2～4.7

【解析】

硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+和Mg2+，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；加入NaOH溶液调pH=8，Fe3+、Al3+转化为沉淀除去；最后钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子，据此分析。

硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+和Mg2+，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；加入NaOH溶液调pH=8，Fe3+、Al3+转化为沉淀除去；最后钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子。

I、（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是：升高温度、适当延长浸取时间、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硫酸(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+、Fe2+、Al3+、Ca2+和Mg2+，加入H2O2将Fe2+和Cr3+氧化，加入NaOH溶液调pH=8，Fe3+、Al3+转化为沉淀除去；

故答案为：Fe3+、Al3+；

（3）反应中，Na2Cr2O7中Cr元素的化合价由+6价降至Cr(OH)(H2O)5SO4中+3价，1molNa2Cr2O7得到6mol电子，S元素的化合价由+4价升至+6价，1molSO2失去2mol电子，根据得失电子守恒、原子守恒，配平后的方程式为：Na2Cr2O7+3SO2+11H2O=2Cr（OH）（H2O）5SO4+Na2SO4，

根据方程式：3SO2～2 Cr(OH)(H2O)5SO4

3 mol 2mol

n（SO2） 1mol

所以n（SO2）=1.5mol；

（4）根据上表给出的数据和提供的药品，除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤是：通入足量的氯气将Fe2+氧化为Fe3+、加入CuO调节溶液pH值3.2~4.7使铁离子沉淀完全，然后过滤，

故答案为：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。