Question

皮革工業(yè)污泥中含較多的Cr，工業(yè)采用以下工芝制得M[Cr（OH）（H₂0）₅S0₄]．

已知：①工藝中硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺．
②常溫下部分陽離子以氫氧化物沉淀形式存在時溶液的pH見表：

陽離子	Fe3+	Al3+	Cu2+	Mg2+	Cr3+
開始沉淀時的pH	1.9	3.7	4.7	9.3	---
沉淀完全時的pH	3.2	8.0	6.7	6.7	9（＞9溶解）

（1）酸浸時，為了提高浸取效率可采取的措施是

 

（任寫一條）．
（2）調節(jié)pH所用X可以選用

 

．
A．NaOH  B．Na₂C0₃C．H₂S0₄D．HN0₃
（3）加入H₂0₂目的，是把Cr（OH）₃沉淀轉化為Cr₂0₇^2-．該轉化過程中，消耗的H₂0₂與Cr（OH）₃的物質的量之比為

 

．
（4）調濾液至pH=8，則濾液中

 

將轉化為沉淀（選填Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺）．
（5）若濾液甲的pH=a，則溶液中c（Cu²⁺）=

 

．（25°C時的K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質,物質的分離、提純的基本方法選擇與應用

專題：

分析：含鉻污泥酸浸后調節(jié)溶液pH，過濾得到固體針鐵礦，和濾液，加入氫氧化鈉溶液調節(jié)溶液pH=8，Al³⁺、Cu²⁺轉化為沉淀除去，得到濾液加入過氧化氫氧化鉻離子為重鉻酸根離子，過量得到濾液中通入二氧化硫還原生成M；
（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⁺，酸浸是溶解物質為了提高浸取率，可以升高溫度增大物質溶解度，增大接觸面積增大反應速率，或加快攪拌速度等；
（2）調節(jié)溶液pH不能引入新的雜質；
（3）根據(jù)雙氧水的性質分析，雙氧水有強氧化性，能氧化還原性的物質；
（4）硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺和Mg²⁺，加入NaOH溶液使溶液呈堿性，調濾液至pH=8，Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺中，Al³⁺、Cu²⁺離子全部沉淀；
（5）若濾液甲的pH=a，結合離子積常數(shù)計算溶液中氫氧根離子濃度，利用沉淀溶解平衡的溶度積常數(shù)計算溶液中c （Cu²⁺）濃度．

解答： 解：含鉻污泥酸浸后調節(jié)溶液pH，過濾得到固體針鐵礦，和濾液，加入氫氧化鈉溶液調節(jié)溶液pH=8，Al³⁺、Cu²⁺轉化為沉淀除去，得到濾液加入過氧化氫氧化鉻離子為重鉻酸根離子，過量得到濾液中通入二氧化硫還原生成M；
（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、延長浸取時間、過濾后再次浸取；
（2）調節(jié)pH所用X可以選用氫氧化鈉和碳酸鈉，硫酸和硝酸不能調節(jié)溶液pH，且引入新的雜質，
故答案為：AB；
（3）雙氧水有強氧化性，能氧化還原性的物質，F(xiàn)e²⁺和Cr³⁺有還原性，F(xiàn)e²⁺和Cr³⁺能被雙氧水氧化為高價離子，以便于與雜質離子分離，其中Fe²⁺反應的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，消耗的H₂0₂與Cr（OH）₃的物質的量之比為3：2，
故答案為：3：2；
（4）硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺和Mg²⁺，由于Fe³⁺以針鐵礦形成已經沉淀，則加入NaOH溶液使溶液呈堿性，溶液pH=8，Al³⁺、Cu²⁺轉化為沉淀除去；
故答案為：Al³⁺、Cu²⁺；
（5）若濾液甲的pH=a，c（H⁺）=10^-amol/L，c（OH^-）=

10-14

10-a

=10^-14+amol/L，由沉淀溶解平衡的溶度積常數(shù)可知，則溶液中c （Cu²⁺）=

Ksp

c2(OH-)

=

2.2×10-20

(10-14+a)2

=2.2×10^8-2amol/L，故答案為：2.2×10^8-2amol/L．

點評：本題考查混合物分離提純的綜合應用，為高頻考點，涉及反應速率的影響因素、氧化還原反應及溶度積計算等，把握流程分析、發(fā)生的反應及反應原理為解答的關鍵，側重分析、應用及計算能力的綜合考查，綜合性較強，題目難度中等．