题目内容

16．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．某工厂对制革工业污泥中Cr（Ⅲ）的处理工艺流程如下．

其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+．
（l）实验室用18.4mol/L的浓硫酸配制225mL4.8mol/L的H2SO4溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外，还需要250mL容量瓶、胶头滴管．
（2）酸浸时，为了提高浸取率除了增大酸的浓度外还可采取的措施有升高反应温度；增大固体颗粒的表面积（答出一点即可）．
（3）H2O2的作用是将滤液I中的Cr3+转化为Cr2O72-，写出此反应的离子方程式2Cr3++3H2O2+H2O=Cr2O72-+8H+．
（4）常温下，部分阳离子以氮氧化物形式沉淀时，溶液的pH如下：
阳离子Fe3+Mg2+Al3+
开始沉淀时的pH2.7--
沉淀完全时的pH3.711.18
加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr2O72-转化为CrO42-溶液的pH不能超过8，其理由pH超过8会使部分Al（OH）3溶解生成AlO2-，最终影响Cr（III）的回收与再利用．
（5）钠离子交换树脂的反应原理为Mn++nNaR→MRn+nNa+，利用钠离子交换树脂除去的滤液Ⅱ中的金属阳离子是Ca2+、Mg2+．
（6）写出上述流程中用Na2SO3进行还原时发生反应的化学方程式3Na2SO3+2Na2CrO4+15H2O=2CrOH（H2O）5SO4↓+NaSO4+8NaOH，在实验室进行过滤操作时，为了加快过滤速率，可以采取的措施为抽滤（写一种方法即可）．

分析 含铬污泥预处理后，用硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+，加入过氧化氢氧化铬离子为高价态，加入氢氧化钠溶液调节溶液PH=8使其他离子沉淀，过滤得到滤液用钠离子交换树脂交换镁离子和钙离子，得到溶液中通入Na2SO3还原得到Cr（OH）（H2O）5SO4，
（1）根据溶液的配制步骤分析；
（2）升高温度、增大接触面积或加快搅拌速度等；
（3）双氧水有强氧化性，能氧化还原性的物质，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；
（4）溶液的碱性太强时，氢氧根离子与氢氧化铝反应；
（5）钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子；
（6）依据流程图中的转化关系和产物，结合Na2SO3的还原性，利用氧化还原反应原理分析书写；利用抽滤的方法可以加快过滤速率．

解答 解：（1）实验室用18.4mol/L的浓硫酸配制225mL4.8mol/L的H2SO4溶液，需要用250mL容量瓶配制，还用到胶头滴管；
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：升高反应温度、增大固体颗粒的表面积等措施，
故答案为：升高反应温度；增大固体颗粒的表面积；
（3）双氧水有强氧化性，能氧化还原性的物质，Cr3+有还原性，Cr3+能被双氧水氧化为高价离子，以便于与杂质离子分离，反应的离子方程式为：2Cr3++3H2O2+H2O=Cr2O72-+8H+；
故答案为：2Cr3++3H2O2+H2O=Cr2O72-+8H+；
（4）溶液的碱性太强时，氢氧根离子与氢氧化铝反应生成AlO2-，最终影响Cr（III）的回收与再利用，所以溶液的pH不能大于8；
故答案为：pH超过8会使部分Al（OH）3溶解生成AlO2-，最终影响Cr（III）的回收与再利用；
（5）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+；
（6）Na2SO3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Na2SO4，Na2CrO4氧被还原为CrOH（H2O）5SO4，依据原子守恒分析书写配平3Na2SO3+2Na2CrO4+15H2O=2CrOH（H2O）5SO4↓+NaSO4+8NaOH；实验室中比较快的过滤方法是抽滤，所以利用抽滤的方法可以加快过滤速率；
故答案为：3Na2SO3+2Na2CrO4+15H2O=2CrOH（H2O）5SO4↓+NaSO4+8NaOH；抽滤．

点评 本题考查了物质分离提纯操作的综合应用，题目难度中等，涉及离子方程式、化学方程式的书写、物质的分离和提纯等知识点，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，侧重于考查学生的分析能力和应用能力．

练习册系列答案
相关题目
6．湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉（Cd）、钴（Co）等单质．一种由铜镉渣生产金属镉的流程如图：

表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.1mol•L-1计算）：
氢氧化物Fe（OH）3Fe（OH）2Cd（OH）2
开始沉淀的pH1.56.57.2
沉淀完全的pH3.39.99.5
（1）浸出过程中，不采用通入空气的方法进行搅拌，原因是防止将Cu氧化浸出，其离子方程式是2Cu+4H++O2=2Cu2++2H2O．
（2）除钴过程中，锌粉会与As2O3形成微电池产生AsH3．该微电池的正极反应式为As2O3+12H++12e-=2AsH3+3H2O．
（3）除铁时先加入适量KMnO4，再加入ZnO调节pH．
①除铁过程中，理论上参加反应的物质n（KMnO4）：n（Fe2+）=1：3．
②除铁时加入ZnO控制反应液pH的范围为3.3～7.2．
（4）若上述流程中投入的KMnO4不足量，则待电解溶液中有Fe元素残余．请设计实验方案加以验证：取样，向其中滴加H2O2后再滴入KSCN溶液，若溶液变红（或向其中滴加K3[Fe（CN）6）]溶液，若产生蓝色沉淀），则待电解液中含有Fe元素．
（5）净化后的溶液用惰性电极电解可获得镉单质．电解废液中可循环利用的溶质是H2SO4．
7．某元素的原子核外有3个电子层，最外层有7个电子，该原子核内的质子数为（　　）
A．14B．15C．16D．17
4．下列说法正确的是（　　）
A．分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质互为同系物
B．各元素质量分数相同、相对分子质量也相同，结构不同的化合物互为同分异构体
C．淀粉与纤维素是化学式为（C6Hl0Os）n的同分异构体
D．将2-丙醇与氢氧化钠的醇溶液共热可制备CH3CH=CH2
11．下列关于“反应先后顺序”的评价中正确的是（　　）
A．足量铜与一定量浓硫酸加热反应，先产生二氧化硫，后产生氢气
B．向Ba（OH）2溶液中通CO2至过量，先生成白色沉淀，后沉淀溶解
C．向（NH4）2Fe（SO4）2溶液中滴加少量NaOH溶液，NH4+先发生反应
D．向等浓度的FeCl3和CuCl2混合溶液中加入少量Fe粉，Cu2+先被还原
1．一定温度下，某一密闭恒容的容器内可逆反应：N2 （g）+3H2（g）?2NH3（g），达到平衡状态的标志是（　　）
A．氮气、氢气不再化合，氨气不再分解
B．生成2mol氨气的同时，反应了3molH2
C．容器内混合气体的压强不随时间而变化
D．氮气、氢气、氨气的浓度之比为1：3：2
8．短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，元素X的一种高硬度单质是宝石，Y2+电子层结构与氖相同，Z的质子数为偶数，室温下M单质为淡黄色固体，回答下列问题：
（1）M元素在周期表中的位置第三周期VIA族．
（2）Z元素在自然界中常见的二元化合物是SiO2，其与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO2+2OH-═SiO32-+H2O．
（3）X与M的单质能在高温下反应，生成产物的分子结构与CO2相似，请写出该产物分子的电子式，其化学键属极性共价键（填“极性”或“非极性”）．
（4）四种元素中的Mg可用于航空航天合金材料的制备，其单质与X的一种氧化物反应的化学方程式为2Mg+CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C．
5．下列物质的能导电，且属于电解质的是（　　）
A．盐酸B．石墨C．液态CO2D．NaCl（熔融）
11．下列不属于有机化合物的是（　　）
A．甲烷B．甲醛C．乙酸D．二氧化碳

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网