Question

【題目】利用化學原理可以對工廠排放的廢水、廢渣等進行有效檢測與合理處理。某工廠對制革工業(yè)污

泥中Cr(Ⅲ)的處理工藝流程如下：

已知：①硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。

②常溫下，部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如下：

陽離子	Fe3+	Mg2+	Al3+	Cr3+
沉淀完全時的pH	3.7	11.1	5.4(>8溶解)	9(>9溶解)

(1)實驗室用18.4 mol·L-1的濃硫酸配制480 mL 2 mol·L－1的硫酸，需量取濃硫酸___mL；配制時所用玻璃儀器除量筒、燒杯和玻璃棒外，還需____________________________。

(2)H2O2的作用是將濾液Ⅰ中的Cr3+轉(zhuǎn)化為Cr2O72-，寫出此反應(yīng)的離子方程式：

___________________________________________。

(3)加入NaOH溶液使溶液呈堿性，既可以除去某些雜質(zhì)離子，同時又可以將Cr2O72-轉(zhuǎn)化為__________(填微粒的化學式)

(4)鈉離子交換樹脂的反應(yīng)原理為：Mn+ + n NaR = MRn + n Na＋，則利用鈉離子交換樹脂可除去濾液Ⅱ中的金屬陽離子有__________________。

(5)寫出上述流程中用SO2進行還原時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______________________________。

(6)沉淀滴定法是測定粒子濃度的方法之一，為了測定某廢水中SCN－濃度，可用標準AgNO3溶液滴定待測液，已知：

銀鹽性質(zhì)	AgCl	AgI	AgCN	Ag2CrO4	AgSCN
顏色	白	黃	白	磚紅	白
Ksp	1.8×10-10	8.3×10-17	1.2×10-16	3.5×10-11	1.0×10-12

滴定時可選為滴定指示劑的是____(選填編號)，滴定終點現(xiàn)象是________________________。

A．NaCl B．K2CrO4 C．KI D．NaCN

Answer 1

【答案】 54.3 500mL容量瓶、膠頭滴管 2Cr3+＋3H2O2＋H2O＝Cr2O72-＋8H＋ CrO42- Mg2+、Ca2+ 2CrO42-＋3SO2＋12H2O＝2Cr(OH)（H2O）5SO4↓＋SO42- ＋2OH－ B 當?shù)稳胱詈笠坏螛藴室簳r，沉淀由白色變?yōu)榇u紅色，且半分鐘內(nèi)沉淀顏色不再改變

【解析】試題分析：本題以制革工業(yè)污泥中Cr（III）處理的流程為載體，考查流程的分析，物質(zhì)的量濃度溶液的配制，方程式的書寫，沉淀滴定實驗，溶度積的應(yīng)用。

（1）根據(jù)“大而近”的原則，配制480mL溶液應(yīng)選用500mL容量瓶。根據(jù)c（濃溶液）V（濃溶液）=c（稀溶液）V（稀溶液），18.4mol/LV（濃H2SO4）=2mol/L500mL，解得V（濃H2SO4）=54.3mL，需要量取濃硫酸54.3mL。配制的實驗步驟為：計算→量取→稀釋→冷卻→轉(zhuǎn)移→洗滌→初步振蕩→定容→搖勻→裝瓶貼標簽，配制時所用的玻璃儀器除量筒、燒杯和玻璃棒外，還需500mL容量瓶、膠頭滴管。

（2）H2O2將Cr3+氧化成Cr2O72-，H2O2被還原，反應(yīng)可寫成H2O2+Cr3+→Cr2O72-，根據(jù)得失電子守恒配平為3H2O2+2Cr3+→Cr2O72-，結(jié)合原子守恒、電荷守恒以及濾液I呈酸性，H2O2將Cr3+氧化的離子方程式為3H2O2+2Cr3++H2O=Cr2O72-+8H+。

（3）根據(jù)各金屬陽離子形成沉淀的pH，加入NaOH溶液調(diào)pH=8，將Fe3+、Al3+完全轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀而除去；同時將Cr2O72-轉(zhuǎn)化為CrO42-，反應(yīng)可表示為Cr2O72-+2OH-=2CrO42-+H2O。

（4）加入NaOH溶液調(diào)pH=8除去了浸取液中的Fe3+和Al3+，根據(jù)浸取液中含有的金屬陽離子，利用鈉離子交換樹脂除去濾液II中的金屬陽離子為Mg2+、Ca2+。

（5）根據(jù)流程加入SO2將CrO42-還原為Cr（OH）（H2O）5SO4，SO2被氧化成SO42-，反應(yīng)可寫成SO2+CrO42-→Cr（OH）（H2O）5SO4↓+SO42-，S元素的化合價由+4價升至+6價，Cr元素的化合價由+6價降至+3價，根據(jù)得失電子守恒配平為3SO2+2CrO42-→2Cr（OH）（H2O）5SO4↓+SO42-，結(jié)合原子守恒、電荷守恒和溶液呈堿性，寫出離子方程式為3SO2+2CrO42-+12H2O=2Cr（OH）（H2O）5SO4↓+SO42-+2OH-。

（6）A，若選擇NaCl作指示劑，AgCl、AgSCN的顏色都是白色，無法判斷滴定終點；B，若選用K2CrO4作指示劑，Ksp（Ag2CrO4） Ksp（AgSCN），滴入AgNO3先與SCN-形成沉淀，當SCN-沉淀完全，滴入一滴AgNO3溶液與K2CrO4產(chǎn)生磚紅色沉淀，可判斷滴定終點；C，若選用KI作指示劑，Ksp（AgI）Ksp（AgSCN），AgSCN與AgI類型相同，更易形成AgI沉淀，無法判斷滴定終點；D，若選用NaCN作指示劑，由于Ksp（AgCN）Ksp（AgSCN），AgSCN與AgCN類型相同，更易形成AgCN沉淀，且AgCN、AgSCN的顏色都是白色，無法判斷滴定終點；選用K2CrO4作為指示劑，答案選B。終點實驗現(xiàn)象為：當?shù)稳胱詈笠坏螛藴室簳r，沉淀由白色變?yōu)榇u紅色，且半分鐘內(nèi)沉淀顏色不再改變。