Question

【題目】廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源，又有利于保護(hù)環(huán)境。某工廠對(duì)工業(yè)污泥中Cr（III）回收與再利用工藝流程如圖（硫酸浸取液中金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+）：

已知：常溫下，部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH（開始沉淀的pH按金屬陽(yáng)離子濃度為1.0mol·L-1計(jì)算）和完全沉淀時(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	7.5	——	——	4.7	——
沉淀完全時(shí)的pH	3.2	9.7	11.1	8	6.7	9（＞9溶解）

重鉻酸根離子（Cr2O72-）在溶液中存在如下平衡：2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O

（1）該工廠對(duì)工業(yè)污泥中Cr（+3價(jià)）回收與再利用工藝流程中，其中一步存在氫氧化鐵的沉淀溶解平衡：Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)，其溶度積常數(shù)表達(dá)式為Ksp=__。

（2）酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施是__（至少答一點(diǎn)）。

（3）加入H2O2的作用是__。調(diào)節(jié)溶液的pH=8是為了除去__離子。

（4）鈉離子交換樹脂的原理為：Mn++nNaR→MRn+nNa+，被交換的的雜質(zhì)離子是__。

Answer 1

【答案】c(Fe3+)·c3(OH-) 升高溫度、攪拌、增加浸取時(shí)間等（答出一點(diǎn)即可） 氧化Cr3+為Cr2O72-，以便于雜質(zhì)離子分離 Fe3+和Al3+ Ca2+、Mg2+

【解析】

含鉻污泥預(yù)處理后，水溶、酸溶、過濾得到濾液，向?yàn)V液中加入過氧化氫氧化鉻離子變成+6價(jià)Cr，加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH=8，Fe3+和Al3+轉(zhuǎn)化為沉淀除去，再向?yàn)V液加入鈉離子交換樹脂后通入二氧化硫還原得到目標(biāo)產(chǎn)物，結(jié)合題干綜合分析即可解答問題。

(1) Fe(OH)3溶度積常數(shù)表達(dá)式為Ksp= c(Fe3+)·c3(OH-)，故答案為：c(Fe3+)·c3(OH-)；

(2)酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施是：增加浸取時(shí)間、不斷攪拌混合物、濾渣多次浸取等，因此正確答案是：升高反應(yīng)溫度、攪拌(或增加浸取時(shí)間、濾渣多次浸取等)；

(3)雙氧水有強(qiáng)氧化性，能氧化還原性的物質(zhì)，Fe2+和Cr3+有還原性，Fe2+和Cr3+能被雙氧水氧化為高價(jià)離子，以便于與雜質(zhì)離子分離；硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+ ，其次是Fe 3+、A13+、Ca2+和Mg2+，加入NaOH溶液使溶液呈堿性，溶液pH=8，Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為沉淀除去，故正確答案是：氧化Cr3+為Cr2O72-，以便于雜質(zhì)離子分離；Fe3+和Al3+；

(4)鈉離子交換樹脂交換的離子是鈣離子和鎂離子，故正確答案是：Ca2+、Mg2+。