Question

工業(yè)上利用電解污泥（主要含有Fe₂O₃、CuO、Cr₂O₃及部分難溶雜質(zhì)）回收銅和鉻等金屬，回收流程如下如圖1：

已知部分物質(zhì)沉淀的pH及CaSO₄的溶解度曲線如圖2如下：

	Fe3+	Cu2+	Cr3+
開(kāi)始沉淀pH	2.1	4.7	4.3
完全沉淀pH	3.2	6.7	a

（1）在浸出過(guò)程中除了生成Fe₂（SO₄）₃、Cr₂（SO₄）₃外，主要還有

 

．
（2）在除鐵操作中，需要除去Fe³⁺和CaSO₄，請(qǐng)完成相關(guān)操作：
①加入石灰乳調(diào)節(jié)pH范圍為：

 

～

 

；
②將濁液加熱到80℃，

 

．
（3）寫(xiě)出還原步驟中加入NaHSO₃生成Cu₂O固體的離子反應(yīng)方程式

 

，此步驟中加入NaHSO₃得到Cu₂O的產(chǎn)率為95%，若NaHSO₃過(guò)量，除了浪費(fèi)試劑外，還會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：金屬的回收與環(huán)境、資源保護(hù),難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專(zhuān)題：電離平衡與溶液的pH專(zhuān)題

分析：污泥（主要含有Fe₂O₃、CuO、Cr₂O₃及部分難溶雜質(zhì)）回收銅和鉻等金屬，在污泥中加入硫酸酸浸，過(guò)濾，在濾液中加入熟石灰調(diào)節(jié)溶液PH沉淀鐵離子，加入亞硫酸氫鈉還原得到氧化亞銅，用來(lái)制備銅，加入氫氧化鈣調(diào)節(jié)溶液PH得到氫氧化鉻，得到金屬鉻；
（1）根據(jù)氧化銅和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)圖表可知鐵離子完全沉淀pH為3.2以及溫度越高；
（3）亞硫酸氫根離子具有強(qiáng)的還原性，能和銅離子之間發(fā)生反應(yīng)生成硫酸根離子以及氧化亞銅；

解答： 解：污泥（主要含有Fe₂O₃、CuO、Cr₂O₃及部分難溶雜質(zhì)）回收銅和鉻等金屬，在污泥中加入硫酸酸浸，過(guò)濾，在濾液中加入熟石灰調(diào)節(jié)溶液PH沉淀鐵離子，加入亞硫酸氫鈉還原得到氧化亞銅，用來(lái)制備銅，加入氫氧化鈣調(diào)節(jié)溶液PH得到氫氧化鉻，得到金屬鉻；
（1）氧化銅和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，所以在浸出過(guò)程中除了生成Fe₂（SO₄）₃、Cr₂（SO₄）₃外，主要還有硫酸銅；
故答案為：CuSO₄；
（2）根據(jù)圖表可知鐵離子完全沉淀pH為3.2，所以在除鐵操作中，需要除去Fe³⁺和CaSO₄，相關(guān)操作：①加入石灰乳調(diào)節(jié)pH到3.2～4.3；②將濁液加熱到80℃，趁熱過(guò)濾；
故答案為：3.2～4.3；趁熱過(guò)濾；
（3）硫酸氫根離子具有強(qiáng)的還原性，能和銅離子之間發(fā)生反應(yīng)生成硫酸根離子以及氧化亞銅，發(fā)生的反應(yīng)為：2H₂O+HSO₃^-+2Cu²⁺=Cu₂O↓+SO₄^2-+5H⁺ 
，在酸性環(huán)境下，亞硫酸氫根離子和氫離子之間反應(yīng)生成的二氧化硫具有毒性，能污染空氣，
故答案為：2H₂O+HSO₃^-+2Cu²⁺=Cu₂O↓+SO₄^2-+5H⁺；產(chǎn)生SO₂污染環(huán)境；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了離子方程式的書(shū)寫(xiě)、物質(zhì)的分離等知識(shí)點(diǎn)，難度不大，注意會(huì)運(yùn)用溶液的pH值對(duì)溶液中的離子進(jìn)行分離，除雜的原則是：除去雜質(zhì)且不引進(jìn)新的雜質(zhì)．