Question

【題目】工業(yè)上利用電鍍污泥（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：

已知部分物質(zhì)沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲線如下：

（1）在浸出過程中除了生成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 ，檢驗(yàn)Fe3＋已經(jīng)除盡的操作是 ；

②將濁液加熱到80℃， 。

（3）寫出還原步驟中加入NaHSO3生成Cu2O固體反應(yīng)的離子方程式： ，此步驟中加入NaHSO3得到Cu2O的產(chǎn)率為95%，若NaHSO3過量，除了浪費(fèi)試劑外，還會(huì)出現(xiàn)的問題是 。

（4）當(dāng)離子濃度小于或等于1×10－5 mol·L－1時(shí)可認(rèn)為沉淀完全，若要使Cr3＋完全沉淀則要保持c(OH－)≥ 。[已知：Ksp[Cr(OH)3] = 6.3×10－31，≈4.0]。

Answer 1

【答案】（1）CuSO4

（2）①3.2～4.3取適量濾液，加KSCN溶液，若不變紅，則說明Fe3＋已除②趁熱過濾

（3）2H2O＋HSO3－＋2Cu2＋=Cu2O↓＋SO42－＋5H＋產(chǎn)生SO2，污染環(huán)境

（4）4.0×10－9mol·L－1

【解析】試題分析：（1）Fe2O3、CuO、Cr2O3均能溶于硫酸，分別生成鹽[Fe2(SO4)3、CuSO4、Cr2(SO4)3]和水；（2）由部分物質(zhì)沉淀的pH及除鐵操作的目的可知，加入石灰乳調(diào)節(jié)溶液的pH為3.2～4.3，不會(huì)沉淀Cu2+、Cr3+，但能除去Fe3＋和CaSO4；Fe3＋遇KSCN變紅，如果溶液中Fe3＋已經(jīng)除盡，則濾液遇KSCN溶液不變紅；再由CaSO4的溶解度曲線可知，CaSO4的溶解度隨溫度升高而逐漸減小，如果將濁液加熱到80℃，趁熱過濾，可以除去CaSO4；（3）由銅元素降價(jià)可知硫元素必須升價(jià)，根據(jù)易溶且完全電離的化合物拆寫原則、電子電荷原子守恒可知，還原步驟的原理為；亞硫酸屬于中強(qiáng)酸，而還原步驟可以生成的硫酸是強(qiáng)酸，若NaHSO3過量，過量的NaHSO3可以與強(qiáng)酸反應(yīng)生成有毒的SO2氣體，造成環(huán)境污染；（4）由沉淀溶解原理可知，Cr(OH)3(s)Cr3＋+ 3OH－，Ksp[Cr(OH)3] = c(Cr3＋)c3(OH－) = 6.3×10－31，則c3(OH－) = 6.3×10－31/1×10－5= 6.3×10－26= 63×10－27，c(OH－) = mol·L－1= 4.0×10－9 mol·L－1，即要使Cr3＋完全沉淀則要保持 c(OH－)≥4.0×10－9 mol·L－1。