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)的处理工艺流程如图．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+．(1)实验室用98%(密度是1.84g/cm3)的浓硫酸配制250mL 4.8mol•L-1的H2SO4溶液.所用的玻璃仪器除烧杯.玻璃棒和量筒外.� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

19．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）的处理工艺流程如图．

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⁺．
（1）实验室用98%（密度是1.84g/cm³）的浓硫酸配制250mL 4.8mol•L^-1的H₂SO₄溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外，还需250mL容量瓶、胶头滴管，需要取用65.2ml98%（密度是1.84g/cm³）的浓硫酸．
（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有升高反应温度；增大固体颗粒的表面积（答出两点）．
（3）H₂O₂的作用是将滤液Ⅰ中的Cr³⁺转化为Cr₂O₇^2-，写出此反应的离子方程式：2Cr³⁺+3H₂O₂+H₂O=Cr₂O₇^2-+8H⁺．
（4）常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表：

阳离子	Fe³⁺	Mg²⁺	Al³⁺	Cr³⁺
开始沉淀时的pH	2.7	-	-	-
沉淀完全时的pH	3.7	11.1	8	9（＞9溶解）

加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr₂O₇^2-转化为CrO₄^2-．滤液Ⅱ中阳离子主要有Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺；但溶液的pH不能超过8，其理由是pH超过8会使部分Al（OH）₃溶解生成AlO₂^-，最终影响Cr（III）回收与再利用．
（5）钠离子交换树脂的反应原理为Mⁿ⁺+nNaR→MR_n+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SO₂进行还原时发生反应的化学方程式：3SO₂+2Na₂CrO₄+12H₂O=2CrOH（H₂O）₅SO₄↓+Na₂SO₄+2NaOH．

分析（1）依据溶液配制的步骤和过程分析所用到的仪器，主要仪器应有配制溶液的容量瓶和定容需要的胶头滴管；配制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；设浓硫酸的体积为xmL，根据$\frac{1.84x×98%}{98}$=0.250L×4.8mol•L^-1计算；
（2）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；
（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，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）硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺．加入过氧化氢氧化铬离子为Cr₂O₇^2-，加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr₂O₇^2-转化为CrO₄^2-；溶液PH=8，Fe³⁺、Al³⁺沉淀完全，滤液Ⅱ中阳离子主要Na⁺、Ca²⁺和Mg²⁺；超过PH=8，氢氧化铝是两性氢氧化物会溶解于强碱溶液中影响铬离子的回收利用；
（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，结合二氧化硫的还原性，利用氧化还原反应原理分析书写．

解答解：（1）配制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，设浓硫酸的体积为xmL，根据$\frac{1.84x×98%}{98}$=0.250L×4.8mol•L^-1可知，x=65.2mL，
故答案为：250mL容量瓶、胶头滴管；65.2；
（2）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，
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，
故答案为：2Cr³⁺+3H₂O₂+H₂O=Cr₂O₇^2-+8H⁺；
（4）硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺．加入过氧化氢氧化铬离子为Cr₂O₇^2-，加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr₂O₇^2-转化为CrO₄^2-，溶液PH=8，Fe³⁺、Al³⁺沉淀完全，滤液Ⅱ中阳离子主要Na⁺、Ca²⁺和Mg²⁺；超过PH=8，氢氧化铝是两性氢氧化物会溶解于强碱溶液中影响铬离子的回收利用，
故答案为：Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺；pH超过8会使部分Al（OH）₃溶解生成AlO₂^-，最终影响Cr（III）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）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，水溶液中生成氢氧化钠溶液和硫酸反应生成硫酸钠，依据原子守恒分析书写配平；3SO₂+2Na₂CrO₄+12H₂O=2CrOH（H₂O）₅SO₄↓+Na₂SO₄+2NaOH，
故答案为：3SO₂+2Na₂CrO₄+12H₂O=2CrOH（H₂O）₅SO₄↓+Na₂SO₄+2NaOH．

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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9．水的相对分子质量为18，则一个水分子的质量为（　　）

A．

$\frac{18}{{N}_{A}}$

B．

$\frac{18}{{N}_{A}}$g•mol^-1

C．

18N_A g

D．

$\frac{18}{{N}_{A}}$g

10．下列电离方程式正确的是（　　）

	A．	NaHSO₄?Na⁺+H⁺+SO₄^2-		B．	HCO₃^-+H₂O═H₃O⁺+CO₃^2-
	C．	HClO═H⁺+ClO^-		D．	H₂S?H⁺+HS^-

7．2015年8月12日天津港瑞海物流危险化学品堆垛发生火灾，并发生爆炸，爆炸造成了巨大的人员伤亡及财产损失．消防员灭火时发现将水浇到化学品电石（CaC₂）时引起了更剧烈的爆炸．原因是发生了反应：CaC₂+2H₂O═Ca（OH）₂+C₂H₂↑，C₂H₂遇明火剧烈燃烧并可能爆炸．下列说法不正确的是（　　）

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	C．	电石与水反应不是氧化还原反应
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14．（1）将CO、O₂2种气体分别盛放在2个容器中，并保持2个容器内气体的温度和密度均相等，这2种气体对容器壁所施压强的大小关系是P（CO）＞P（O₂）．
（2）同温、同压下某瓶充满O₂时重116克，充满CO₂重122克，充满某气体时重114克．则某气体的相对分子质量为28．
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4．下列实验能达到预期目的是（　　）

	A．	用分液法可分离植物油和水
	B．	用过滤法可出去食盐中混有的Fe（OH）₃胶体
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11．①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，①②相连时，外电路电流从①流向②；①③相连时，③为正极；②④相连时，④上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少．据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是（　　）

7．

在一定温度下，冰醋酸加水稀释的过程中，溶液的导电能力如图所示，请回答：
（1）“0”点导电能力为0的理由醋酸为共价化合物，在固、液态时不存在自由移动的离子，所以不导电．
（2）a，b，c三点溶液的pH值由小到大的顺序为b＜a＜c．
（3）a，b，c三点中电离度最大的是：c．
（4）若使c点溶液中[CH₃COO^-]增大，溶液的pH值也增大，可采取的措施为：
①加NaOH（s）；②加Na₂CO₃（s）；③加入活泼金属（如锌、镁等）．

6．常见的无机酸25℃时在水溶液中的电离平衡常数如下表，下列选项正确的是（　　）

氢氰酸（HCN）	碳酸（H₂CO₃）	氢氟酸（HF）
K=6.2×10^-10	K_a1=4.2×10^-7	K=6.61×10^-4

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	B．	NaCN与HCN的混合溶液中：2c（Na⁺）═c（CN^-）+c（HCN）
	C．	0.2 mol•L^-1 HCN溶液与0.1mol•L^-1NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH＞7
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