Question

【題目】電鍍工業(yè)會(huì)產(chǎn)生大量的電鍍污水處理電鍍污水時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的電鍍污泥，電鍍污泥含有多種金屬(Ni、Cu、Fe、Cr、Al)的氫氧化物和不溶性雜質(zhì)。下面是處理某種電鍍污泥回收銅、鎳元素的一種工業(yè)流程：

電鍍污泥用硫酸浸出后得到的浸出液中各金屬離子濃度見下表。

（1）硫酸浸出過程中，為提高浸出速率，可以采取的措施有___________(寫出兩條)。

（2）在電解回收銅的過程中，為提高下一步的除雜效果，需控制電解電壓稍大一些使Fe2+氧化，則磷酸鹽沉淀中含有的物質(zhì)為___________。

（3）假設(shè)電解前后Ni2+濃度基本不變，若使Ni2+在除雜過程不損失，則溶液中PO43-濃度不能超過________ mol/ L。(列出計(jì)算表達(dá)式．Ksp[Ni3(PO4)2]=5×10-31)

（4）濾液中的___________可回收循環(huán)使用；研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)NaOH溶液濃度過大時(shí)，部分鋁元素和鉻元素會(huì)在濾液中出現(xiàn)，濾液中出現(xiàn)鋁元素的原因?yàn)?/span>________ (用離子方程式解釋)。

（5）Ni(OH)2是鎳氫蓄電池的正極材料，在堿性電解質(zhì)中，電池充電時(shí)Ni(OH)2變?yōu)?/span>NiOOH，則電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為________。

（6）電鍍污水中的Cr元素也可以用鐵氧體法處理，原理為在廢水中加入過量的FeSO4，在酸性條件下Cr2O72-被還原為Cr3+，同時(shí)生成Fe3+；加入過量的強(qiáng)堿生成鐵鉻氧體(CrxFe3-xO4沉淀，寫出加入過量強(qiáng)堿生成鐵鉻氧體(CrxFe3-xO4)沉淀的離子方程式___________。

Answer 1

【答案】加熱、增大硫酸濃度、攪拌等 FePO4、CrPO4、AlPO4 Na3PO4 Al(OH)3+OH-= AlO2-+2H2O NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH- xCr3++Fe2++ (2-x) Fe3+ +8OH-=CrxFe3-xO4↓+ 4H2O

【解析】

（1）根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，硫酸浸出過程中，為提高浸出速率，可以采取的措施有加熱、增大硫酸濃度、攪拌等，故答案為加熱、增大硫酸濃度、攪拌等。

（2）根據(jù)常見酸堿鹽是溶解性規(guī)律，可知，磷酸鹽沉淀中含有的物質(zhì)有FePO4、CrPO4、AlPO4，故答案為FePO4、CrPO4、AlPO4。

（3）根據(jù)Ksp[Ni3(PO4)2]=5×10-31，要使Ni2+在除雜過程不損失，需要Qc＜Ksp[Ni3(PO4)2]，溶液中c(Ni2+)=7000mg/L=mol/ L，則溶液中PO43-濃度不能超過=mol/ L，故答案為。

（4） 根據(jù)流程圖，氫氧化鈉溶解部分沉淀物生成的Na3PO4可回收循環(huán)使用；研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)NaOH溶液濃度過大時(shí)，部分鋁元素和鉻元素會(huì)在濾液中出現(xiàn)，濾液中出現(xiàn)鋁元素的原因是氫氧化鈉將氫氧化鋁溶解，離子方程式為Al(OH)3+OH-= AlO2-+2H2O，故答案為Na3PO4；Al(OH)3+OH-= AlO2-+2H2O；

（5） Ni(OH)2是鎳氫蓄電池的正極材料，在堿性電解質(zhì)中，電池充電時(shí)Ni(OH)2發(fā)生氧化反應(yīng)生成NiOOH，則電池放電時(shí)正極上NiOOH發(fā)生還原反應(yīng)生成Ni(OH)2，電極反應(yīng)式為NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-，故答案為NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-；

（6）在廢水中加入過量的FeSO4，在酸性條件下Cr2O72-被還原為Cr3+，同時(shí)生成Fe3+；加入過量的強(qiáng)堿生成鐵鉻氧體(CrxFe3-xO4沉淀，加入過量強(qiáng)堿生成鐵鉻氧體(CrxFe3-xO4沉淀的離子方程式為xCr3++Fe2++ (2-x) Fe3+ +8OH-=CrxFe3-xO4↓+ 4H2O，故答案為xCr3++Fe2++ (2-x) Fe3+ +8OH-=CrxFe3-xO4↓+ 4H2O。