Question

某工廠對(duì)制革工業(yè)污泥中Cr元素的回收與再利用工藝如下（硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr³⁺，其次是Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺）：

常溫下部分陽(yáng)離子以氫氧化物沉淀形式存在時(shí)溶液的pH見下表：

陽(yáng)離子	Fe3+	Fe2+	Mg2+	Al3+	Cu2+	Cr3+
開始沉淀時(shí)的pH	1.9	7.0	9.3	3.7	4.7	---
沉淀完全時(shí)的pH	3.2	9.0	11.1	8.0	6.7	9(>9 溶解)

 

（1）酸浸時(shí)，為了提高浸取效率可采取的措施是____________________（至少寫一條）。

（2）加入H₂O₂ 目的是氧化_______離子，其有關(guān)的離子方程式______________________。針鐵礦（Coethite）是以德國(guó)詩(shī)人歌德（Coethe）名字命名的，組成元素是Fe、H、O，化學(xué)式量為89，其化學(xué)式是______________。

（3）調(diào)pH=8是為了將_____________離子（從Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺中選擇）以氫氧化物沉淀的形式除去。濾出的沉淀中部分沉淀將溶解于足量的氫氧化鈉溶液中，其有關(guān)的離子方程式是_____________________________________，取少量上層澄清溶液，向其中通入足量的CO₂，又能重新得到相應(yīng)的沉淀, 其有關(guān)的離子方程式為________________________。

（4）試配平最后一步相關(guān)的氧化還原方程式：

_____Na₂Cr₂O₇ + ______SO₂ + _______ H₂O = ______ Cr(OH)(H₂O)₅SO₄ + ______ Na₂SO₄，每生成1mol Cr(OH)(H₂O)₅SO₄時(shí)，該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為__________。

 

Answer 1

【答案】

（1）升高溫度、攪拌、延長(zhǎng)浸取時(shí)間、過(guò)濾后再次浸取（其他合理答案也可）(1分)；

（2）Fe²⁺(1分)，   2Fe²⁺ + H₂O₂ + 2H⁺  = 2Fe³⁺ + 2H₂O(2分)，   FeO(OH) (1分)；

（3）Al³⁺、Cu²⁺(1分)，   Al(OH)₃ + OH^- = AlO₂^－ + 2H₂O(2分)，

AlO₂^－ + 2H₂O + CO₂ = Al(OH)₃↓+ HCO₃^－      (2分)

（4）1 ,3 ,11, 2 ,1（2分），     3N_A（2分）(或1.806´10²⁴)；

【解析】

試題分析：流程的初期為酸浸，使工業(yè)污泥中的物質(zhì)充分溶解，為提高效率可采取“升高溫度、攪拌、延長(zhǎng)浸取時(shí)間、過(guò)濾后再次浸取”的措施；結(jié)合題給的圖表，確定過(guò)氧化氫的作用是氧化Fe²⁺，其反應(yīng)的離子方程式為  2Fe²⁺ + H₂O₂ + 2H⁺  = 2Fe³⁺ + 2H₂O；由針鐵礦的化學(xué)式量89，可確定其化學(xué)式為FeO(OH)；調(diào)節(jié)p H=8時(shí)Al³⁺、Cu²⁺全部沉淀，加入NaOH，可發(fā)生反應(yīng)Al(OH)₃ + OH^- = AlO₂^－ + 2H₂O；通入CO₂時(shí)發(fā)生反應(yīng)AlO₂^－ + 2H₂O + CO₂ = Al(OH)₃↓+ HCO₃^－ ；由得失電子守恒配平氧化還原反應(yīng)方程式，并計(jì)算轉(zhuǎn)移的電子數(shù)。

考點(diǎn)：本題以工藝流程為情景，結(jié)合元素化合物的性質(zhì)，考查了氧化還原反應(yīng)及其方程式的配平和計(jì)算。