Question

17．用HNO₃和HF的混酸處理某金屬后，產生的酸洗廢液中含有Fe³⁺、Ni²⁺、NO₃^-、F^-和Cr₂O₇^2-等．下圖是綜合利用該酸洗廢液的工藝流程：

已知：
①金屬離子開始沉淀和沉淀完全時的pH：

	Fe3+	Ni2+	Cr3+
開始沉淀	1.5	6.7	4.0
沉淀完全	3.4	9.5	6.9

②Ni²⁺與足量氨水的反應為：Ni²⁺+6NH₃?[Ni（NH₃）₆]²⁺
（1）再生酸中含有HNO₃，采取減壓蒸餾的目的為降低蒸餾的溫度以減少硝酸的分解．
（2）濾渣1的主要成分為：Fe（OH）₃和少量氧化鐵．
（3）“轉化”時NaHSO₃與Cr₂O₇^2-發(fā)生反應的氧化劑與還原劑的物質的量之比：1：3．
（4）已知[Ni（NH₃）₆]²⁺為難電離的絡合離子，則“沉鎳”的離子方程式為：[Ni（NH₃）₆]²⁺+S^2-=NiS↓+6NH₃．
（5）濾渣3的主要成分為CaSO₄、Ca（OH）₂和CaF₂．
（6）經檢測，最后的殘液中c（Ca²⁺）=0.001mol•L^-1，則殘液中F^-濃度為3.8
Mg•L^-1，符合（填“符合”或“不符合”）排放標準[已知K_sp（CaF₂）=4×10^-11，國家排放標準要求氟離子濃度小于10mg•L^-1]．

Answer 1

分析 酸洗廢液中含有Fe³⁺、Ni²⁺、NO₃^-、F^-和+6價鉻的含氧酸根離子等，加入濃硫酸減壓蒸餾減少硝酸分解，得到再生酸，在溶液中加入廢氧化鐵調節(jié)溶液PH=3.5，使鐵離子全部沉淀，過濾得到濾渣Ⅰ，濾液中加入NaHSO₃與Cr₂O₇^2-發(fā)生反應收藏鉻離子，加入足量氨水沉淀鉻離子形成氫氧化鉻沉淀，過濾后的濾液中加入Na₂S沉淀鎳，過濾得到濾液中加入石灰漿沉淀得到濾渣3CaF₂、Ca（OH）₂和CaSO₄，以此解答該題．

解答 解：（1）再生酸含有HNO₃、HF，采取減壓蒸餾的原因是降低蒸餾的溫度以減少硝酸的分解，
故答案為：降低蒸餾的溫度以減少硝酸的分解；
（2）調節(jié)溶液PH=3.5，使鐵離子全部沉淀，濾渣Ⅰ為Fe（OH）₃，
故答案為：Fe（OH）₃；
（3）轉化時NaHSO₃與Cr₂O₇^2-發(fā)生氧化還原，反應生成鉻離子、硫酸根離子和水，反應的離子方程式為：Cr₂O₇^2-+3HSO₃^-+5H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O，由方程式可知反應的氧化劑與還原劑的物質的量之比1：3，故答案為：1：3；
（4）Ni²⁺與足量氨水的反應為：Ni²⁺+6NH₃?[Ni（NH₃）₆]²⁺，加入Na₂S會生成更難溶的NiS，“沉鎳”的離子方程式為：[Ni（NH₃）₆]²⁺+S^2-=NiS↓+6NH₃，
故答案為：[Ni（NH₃）₆]²⁺+S^2-=NiS↓+6NH₃；
（5）分析可知濾渣3為生成的CaF₂沉淀，微溶于水的氫氧化鈣和硫酸鈣，濾渣3的主要成分為CaF₂、Ca（OH）₂和CaSO₄，
故答案為：CaF₂；
（6）依據溶度積常數計算F^-離子濃度，Ksp=c（Ca²⁺）c（F^-）²=4×10^-11 mol³•L^-3，殘液中c（Ca²⁺）=1.0×10^─3mol•L^-1，則c（F^-）=$\sqrt{\frac{4×1{0}^{-11}}{0.001}}$=2×10^-4mol/L，
2×10^-4mol/L×19g/mol=38×10^-4g/L=3.8mg/L，依據國家排放標準要求氟離子濃度小于10mg•L^-1分析判斷，符合國家標準，
故答案為：3.8；符合．

點評 本題綜合考查了物質的分離和提純以及實驗基本操作的理解應用，為高考常見題型，側重考查學生的分析能力、實驗能力和計算能力，注意把握離子分離方法和條件的判斷，題目難度中等．