题目内容
2011年8月12日，网传云南曲靖市越州镇约5000余吨的重毒化工废料铬渣非法丢放，毒水被直接排放南盘江中．
Ⅰ：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、玻璃棒和吸量管（一种能精确量取一定体积液体的仪器）外，还需 ．
（2）加入H2O2的作用是 ．调节溶液的pH=8是为了除去 离子．
（3）还原过程发生以下反应，请配平：
Na2Cr2O7+ SO2+ = Cr（OH）（H2O）5SO4+ Na2SO4
（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 ．
Ⅱ：工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理．其中一种处理方法为电解法：该法用Fe做电极，电解含Cr2O72-的酸性废水，随着电解进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）3沉淀．阳极的电极反应式为 ．在阴极附近溶液pH升高的原因是（用电极反应方程式解释） ．产生的阳极产物在处理废水中的铬元素中所起的作用是 ．
Ⅰ：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：
| 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）加入H2O2的作用是
（3）还原过程发生以下反应，请配平：
（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
Ⅱ：工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理．其中一种处理方法为电解法：该法用Fe做电极，电解含Cr2O72-的酸性废水，随着电解进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）3沉淀．阳极的电极反应式为
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,氧化性、还原性强弱的比较,电解原理
专题：基本概念与基本理论
分析：Ⅰ（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）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；
（3）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；
（4）钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子；
Ⅱ用Fe做电极进行电解，阳极发生Fe-2e-=Fe2+，生成的亚铁离子与Cr2O72-发生氧化还原反应被还原为Cr3+然后生成Cr（OH）3沉淀除去．
（2）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；
（3）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；
（4）钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子；
Ⅱ用Fe做电极进行电解，阳极发生Fe-2e-=Fe2+，生成的亚铁离子与Cr2O72-发生氧化还原反应被还原为Cr3+然后生成Cr（OH）3沉淀除去．
解答：
解：Ⅰ：（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）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；Fe3+和Al3+；
（3）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；
（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+；
Ⅱ：Fe为阳极，则阳极反应为Fe-2e-=Fe2+，溶液中氢离子在阴极放电生成氢气，则阴极反应为2H++2e-=H2 ↑，产生的阳极产物在处理废水中的铬元素中所起的作用，生成的亚铁离子与Cr2O72-发生氧化还原反应被还原为Cr3+，是作还原剂将+6价的Cr还原为+3价的Cr．
故答案为：Fe-2e-=Fe2+；2H++2e-=H2 ↑；做还原剂，将+6价的Cr还原为+3价的Cr．
故答案为：250mL容量瓶、胶头滴管；
（2）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；Fe3+和Al3+；
（3）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；
（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+；
Ⅱ：Fe为阳极，则阳极反应为Fe-2e-=Fe2+，溶液中氢离子在阴极放电生成氢气，则阴极反应为2H++2e-=H2 ↑，产生的阳极产物在处理废水中的铬元素中所起的作用，生成的亚铁离子与Cr2O72-发生氧化还原反应被还原为Cr3+，是作还原剂将+6价的Cr还原为+3价的Cr．
故答案为：Fe-2e-=Fe2+；2H++2e-=H2 ↑；做还原剂，将+6价的Cr还原为+3价的Cr．
点评：本题考查溶液配制、化学方程式的配平、物质的分离、电解原理及氧化还原反应，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氧化还原反应即可解答．
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| A、与醋酸、浓硫酸共热时断裂① |
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Y
Z
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| O2 |
| ① |
| O2 |
| ② |
| H2O |
| ③ |
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