Question

【題目】某工業(yè)廢水中主要含有Cr3+，同時(shí)還含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，且酸性較強(qiáng)。為回收利用鉻，通常采用如下流程處理：

注：部分陽(yáng)離子常溫下沉淀時(shí)的pH見(jiàn)下表

陽(yáng)離子	Fe3+	Fe2+	Mg2+	Al3+	Cr3+
開(kāi)始沉淀pH	1.4	7	9.1	3.4	4.3
完全沉淀pH	3.7	9.6	11.1	5.4(>8溶解)	9(>9溶解)

(1)氧化過(guò)程主要是氧化Fe2+和Cr3+，氧化Fe2+的目的是：________________；其中Cr3+被氧化為Cr2O72-,該反應(yīng)的離子方程式為：____________，氧化Cr3+的目的是__________。

(2)選擇以下合適選項(xiàng)填空：加入NaOH溶液調(diào)整溶液pH=8時(shí)，除去的離子是________；已知鈉離子交換樹(shù)脂的原理：Mn++nNaR→MRn+nNa+,此步操作被交換除去的雜質(zhì)離子是_____。

A．Fe3+ B．Al3+ C．Ca2+ D．Mg2+

(3)還原過(guò)程中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為：_________________。

Answer 1

【答案】 氧化為Fe3+之后，可以通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH除去 2Cr3++3H2O2+H2O=Cr2O72-+8H+ 防止調(diào)節(jié)溶液pH時(shí)將Cr元素沉淀除去 AB CD 4∶3

【解析】某工業(yè)廢水中主要含有Cr3+，同時(shí)還含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，加雙氧水把亞鐵離子氧化為鐵離子，同時(shí)Cr3+被氧化為Cr2O72-，加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=8，則Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀，過(guò)濾，濾液中主要含有Cr2O72-、Ca2+和Mg2+等，通過(guò)鈉離子交換樹(shù)脂，除去Ca2+和Mg2+，然后加Na2S2O3把Cr2O72-還原為Cr3+，再調(diào)節(jié)pH得到Cr(OH)(H2O)5SO4，據(jù)此解答。

(1)根據(jù)以上分析可知氧化Fe2+的目的是將亞鐵離子氧化為Fe3+之后，可以通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH除去：其中Cr3+被氧化為Cr2O72-,根據(jù)電子得失守恒可知該反應(yīng)的離子方程式為2Cr3++3H2O2+H2O=Cr2O72-+8H+；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知氧化Cr3+的目的是防止調(diào)節(jié)溶液pH時(shí)將Cr元素沉淀除去。

(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，pH=8時(shí)，Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀，則Fe3+、Al3+被除去，答案選AB；通過(guò)鈉離子交換樹(shù)脂，除去Ca2+和Mg2+，答案選CD；

(3)還原過(guò)程中Cr元素化合價(jià)從+6價(jià)降低到+3價(jià)，1molCr2O72-得到6mol電子。S元素化合價(jià)從+2價(jià)升高到+6價(jià)，則1molNa2S2O3失去8mol電子，所以根據(jù)電子得失守恒可知氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為8∶6＝4∶3。