题目内容
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.某工厂对制铬工业污泥中Cr(Ⅲ)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:
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施是 (至少一条)
(2)调pH=4.0是为了除去 (填Fe3+,Al3+,Ca2+,Mg2+)
(3)钠离子交换树脂的原理为Mn++n NaR→MRn+nNa+,被交换的杂质离子是 (填Fe3+,Al3+,Ca2+,Mg2+)
(4)试配平下列氧化还原反应方程式: Na2Cr2O7+ SO2+ H2O= Cr(OH)(H2O)5SO4+ Na2SO4.
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pH | 1.9 | 7.0 | 9.6 | 4.2 | 9.7 | - |
| 沉淀完全时的pH | 3.2 | 9.0 | 11.1 | 8.0 | 11.7 | 9.0(>9.0溶解) |
(2)调pH=4.0是为了除去
(3)钠离子交换树脂的原理为Mn++n NaR→MRn+nNa+,被交换的杂质离子是
(4)试配平下列氧化还原反应方程式:
考点:金属的回收与环境、资源保护,氧化还原反应方程式的配平,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
专题:电离平衡与溶液的pH专题
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;
(4)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判断.
(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;
(4)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判断.
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,因为在此之前,Fe3+被除去,Al3+转化为偏铝酸根的形式,故答案为:Ca2+、Mg2+;
(4)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;Na2CrO4+3SO2+11H2O=2CrOH(H2O)5SO4↓+Na2SO4,
故答案为:1;3;11;2;1.
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,因为在此之前,Fe3+被除去,Al3+转化为偏铝酸根的形式,故答案为:Ca2+、Mg2+;
(4)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;Na2CrO4+3SO2+11H2O=2CrOH(H2O)5SO4↓+Na2SO4,
故答案为:1;3;11;2;1.
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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能正确表示下列反应的离子方程式的是( )
A、用铜做电极电CuSO4解溶液:2Cu2++2H2O
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| B、在NH4Fe(SO4)2溶液中,滴加少量Ba(OH)2溶液:2NH4++SO42-+Ba2++2OH-═2NH3?H2O+BaSO4↓ | ||||
| C、在Na2CO3溶液中逐滴滴入稀盐酸溶液,反应开始阶段:CO32-+H+═HCO3- | ||||
| D、在Na2S2O3溶液中加入稀硫酸:2S2O32-+4H+═SO42-+3S↓+2H2O |
下列依据相关实验得出的结论正确的是( )
| A、向某溶液中加入稀盐酸,产生能使石灰水变浑浊的气体,该溶液一定含有CO32- |
| B、向某溶液中滴加氯水后,滴加KSCN溶液,溶液呈红色,该溶液中一定含有Fe2+ |
| C、向某溶液中加入氯化钡溶液,产生不溶于稀盐酸白色沉淀,该溶液一定含有SO42- |
| D、往某溶液中加入NaOH,微热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,该溶液中一定含有NH4+ |