Question

利用化學(xué)原理可以對工廠排放的廢水、廢渣等進行有效檢測．某工廠對制鉻工業(yè)污泥中Cr（Ⅲ）回收與再利用工藝如下（硫酸浸液中金屬離子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺，F(xiàn)e²⁺，Al³⁺，Ca²⁺，Mg²⁺）

常溫下部分陽離子的氫氧化物形成沉淀時溶液的pH見下表：

陽離子	Fe3+	Fe2+	Mg2+	Al3+	Ca2+	Cr3+
開始沉淀時的pH	1.9	7.0	9.6	4.2	9.7	-
沉淀完全時的pH	3.2	9.0	11.1	8.0	11.7	9.0（＞9.0溶解）

（1）酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施是

 

（至少一條）
（2）調(diào)pH=4.0是為了除去

 

（填Fe³⁺，Al³⁺，Ca²⁺，Mg²⁺）
（3）鈉離子交換樹脂的原理為Mⁿ⁺+n NaR→MR_n+nNa⁺，被交換的雜質(zhì)離子是

 

（填Fe³⁺，Al³⁺，Ca²⁺，Mg²⁺）
（4）試配平下列氧化還原反應(yīng)方程式：

 

Na₂Cr₂O₇+

 

SO₂+

 

H₂O=

 

Cr（OH）（H₂O）₅SO₄+

 

Na₂SO₄．

Answer 1

考點：金屬的回收與環(huán)境、資源保護,氧化還原反應(yīng)方程式的配平,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施是延長浸取時間、加快溶解速度等措施；硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺，酸浸是溶解物質(zhì)為了提高浸取率，可以升高溫度增大物質(zhì)溶解度，增大接觸面積增大反應(yīng)速率，或加快攪拌速度等；
（2）硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺，加入NaOH溶液使溶液調(diào)節(jié)pH=4，F(xiàn)e³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀除去；
（3）鈉離子交換樹脂交換的離子是鈣離子和鎂離子；
（4）依據(jù)流程圖中的轉(zhuǎn)化關(guān)系和產(chǎn)物，結(jié)合二氧化硫的還原性，利用氧化還原反應(yīng)原理判斷．

解答： 解：（1）酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施是：增加浸取時間、不斷攪拌混合物、濾渣多次浸取等，
故答案為：升高溫度，攪拌，過濾后再向濾渣中加入H₂SO₄ （多次浸�。�，適當延長浸取時間；
（2）硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺，加入NaOH溶液使溶液呈堿性，溶液PH=4，F(xiàn)e³⁺、Al³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀除去；
故答案為：Fe³⁺；
（3）鈉離子交換樹脂交換的離子是鈣離子和鎂離子，因為在此之前，F(xiàn)e³⁺被除去，Al³⁺轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根的形式，故答案為：Ca²⁺、Mg²⁺；
（4）二氧化硫具有還原性，被濾液Ⅱ中通過離子交換后的溶液中Na₂CrO₄氧化為硫酸，Na₂CrO₄氧被還原為CrOH（H₂O）₅SO₄，水溶液中生成硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉，依據(jù)原子守恒分析書寫配平；Na₂CrO₄+3SO₂+11H₂O=2CrOH（H₂O）₅SO₄↓+Na₂SO₄，
故答案為：1；3；11；2；1．

點評：本題考查了離子方程式、化學(xué)方程式的書寫、物質(zhì)的分離等知識點，難度較大，注意會運用溶液的pH值對溶液中的離子進行分離，除雜的原則是：除去雜質(zhì)且不引進新的雜質(zhì)．