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、膠頭滴管、燒杯和玻璃棒外，還需__________________________。

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

（3）加入NaOH溶液使溶液呈堿性，既可以除去某些雜質離子，同時又可以將Cr2O72-轉化為CrO42-，寫出該反應的離子方程式__________________。

（4）鈉離子交換樹脂的反應原理為：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進行還原時發生反應的離子方程式：_________________。

（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	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)，滴定終點現象是：________。

A．NaCl B．K2CrO4 C．KI D．NaCN

Answer 1

【答案】54.3 500mL容量瓶 2Cr3+＋3H2O2＋H2O＝Cr2O72-＋8H＋ Cr2O72-＋2 OH- = 2CrO42-+H2O Mg2+、Ca2+ 2CrO42-＋3SO2＋12H2O＝2Cr(OH)（H2O）5SO4↓＋SO42- ＋2OH－ B 當滴入最后一滴標準液時，沉淀由白色變為磚紅色，且半分鐘內沉淀顏色不再改變

【解析】

流程硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，加入H2O2的作用是將濾液Ⅰ中的Cr3+轉化為Cr2O72-，調節pH=8是為了讓Fe3+、Al3+轉化為氫氧化物沉淀而除去，同時Cr2O72-轉化為CrO42-，過濾后，濾液Ⅱ通過鈉離子交換樹脂是為了除掉Ca2+和Mg2+，通入二氧化硫發生氧化還原反應得到Cr（OH）（H2O）5SO4；

（1）配置一定濃度的溶液要注意用500mL容量瓶，根據步驟確定所需儀器；

（2）三步法配平離子方程式①化合價升降相等配平化合價變化的元素②根據左右兩邊電荷守恒確定氫離子系數③根據左右兩邊原子守恒確定水的系數；

（3）利用電荷守恒和原子守恒書寫離子方程式；

（4）學會知識遷移，聯想硬水的軟化就可確定Ca2+和Mg2+，或者根據陽離子互換原則確定；

（5）三步法配平離子方程式①化合價升降相等配平化合價變化的元素②根據左右兩邊電荷守恒確定氫氧根離子系數③根據左右兩邊原子守恒確定水的系數；

（6）指示劑選擇原則①顏色變化明顯②Ksp略微大于AgSCN。

（1）根據C1V1= C2V2列等式，18.4×V1×10-3=2×500×10-3，V1=54.3mL；配制時所用玻璃儀器還需500mL容量瓶；

正確答案：54.3 500mL容量瓶。

（2）三步法配平離子方程式①化合價升降相等配平化合價變化的元素②根據左右兩邊電荷守恒確定氫離子系數③根據左右兩邊原子守恒確定水的系數；離子方程式為2Cr3+＋3H2O2＋H2O＝Cr2O72-＋8H＋；

正確答案：2Cr3+＋3H2O2＋H2O＝Cr2O72-＋8H＋。

（3）利用電荷守恒和原子守恒書寫離子方程式Cr2O72-＋2OH- = 2CrO42-+H2O；

正確答案：Cr2O72-＋2 OH- = 2CrO42-+H2O。

（4）根據陽離子互換原則確定，利用鈉離子交換樹脂可除去濾液Ⅱ中的金屬陽離子有Mg2+、Ca2+；

正確答案：Mg2+、Ca2+。

（5）三步法配平離子方程式①化合價升降相等配平化合價變化的元素②根據左右兩邊電荷守恒確定氫氧根離子系數③根據左右兩邊原子守恒確定水的系數；得2CrO42-＋3SO2＋12H2O＝2Cr(OH)（H2O）5SO4↓＋SO42- ＋2OH－；

正確答案：2CrO42-＋3SO2＋12H2O＝2Cr(OH)（H2O）5SO4↓＋SO42- ＋2OH－。

（6）指示劑選擇原則①顏色變化明顯②Ksp略微大于AgSCN，確定K2CrO4作為指示劑，滴定終點現象是當滴入最后一滴標準液時，沉淀由白色變為磚紅色，且半分鐘內沉淀顏色不再改變；

正確答案：B 當滴入最后一滴標準液時，沉淀由白色變為磚紅色，且半分鐘內沉淀顏色不再改變。