Question

【題目】電鍍行業(yè)中廢水處理后產(chǎn)生的含重金屬污泥廢棄物稱為電鍍污泥，被列入國家危險(xiǎn)廢物名單中的第十七類危險(xiǎn)廢物。工業(yè)上可利用某電鍍污泥（主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分難溶雜質(zhì)）回收銅和鉻等金金屬，其利用回收流程如下：

已知部分物質(zhì)沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲線如下:

	Fe3+	Cu2+	Cr3+
開始沉淀的pH	2.1	4.7	4.3
恰好完全沉淀的pH	3.2	6.7	a

（1）浸出過程中的生成物主要是Fe2(SO4)3和_______________（填化學(xué)式）

（2）除鐵等相關(guān)操作：

①加入石灰乳調(diào)節(jié)pH應(yīng)滿足要求是_______________；

②將濁液加熱到80℃，趁熱過濾。濾渣Ⅱ的主要成分是______________（填化學(xué)式）。

（3）還原步驟中生成Cu2O固體的離子反應(yīng)方程式______________，此步驟中加入NaHSO3的不能過量______________ （離子方程式表達(dá)）。

（4）當(dāng)離子濃度≤1×10-5mol·L-1時(shí)認(rèn)為沉淀完全，則表格中a的值是______________。（已知:T=25℃，Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31，，lg2=0.3）

（5）將鉻塊加入到稀鹽酸或稀硫酸中，可觀察到鉻逐漸溶解，同時(shí)放出氫氣。但若將鉻塊加稀硝酸中，卻看不到明顯現(xiàn)象。由此推測，出現(xiàn)該現(xiàn)象的可能原因是____________________________。

（6）處理大量低濃度的含鉻廢水（以CrO42-計(jì)）可采用離子交換法，其原理是采用季胺型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂（RN—OH），使龐水中CrO42-與樹脂上的OH發(fā)生離子交換反應(yīng)。一段時(shí)間后停lh 通廢水，再通NaOH溶液時(shí)CrO42-進(jìn)入溶液回收，并使樹脂得到再生。請用離子方程式表示該交換過程____________。

Answer 1

【答案】Cr2（SO4）3、CuSO4 3.2≤pH＜4.3 Fe（OH）3、CaSO4 HSO3-+2Cu2++2H2O=Cu2O↓+SO42-+5H+ HSO3-+H+=SO2↑+H2O 5.6 金屬鉻在稀硝酸中發(fā)生鈍化

【解析】

（1）由Fe2O3、CuO、Cr2O3與硫酸反應(yīng)分析；

（2）根據(jù)圖表可知鐵離子完全沉淀而銅離子不沉淀pH為 3.2≤pH＜4.3，所以在除鐵操作中，需要除去Fe3＋和CaSO4。

（3）亞硫酸氫根離子具有強(qiáng)的還原性，能和銅離子之間發(fā)生反應(yīng)生成硫酸根離子以及氧化亞銅；

（4）根據(jù)Ksp[Cr（OH）3]=c（Cr3＋）·c3（OH－）來計(jì)算

（5）金屬鉻在稀硝酸中發(fā)生鈍化。

（6）根據(jù)原理寫出方程式：采用季胺型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂（RN—OH），使龐水中CrO42-與樹脂上的OH發(fā)生離子交換反應(yīng)。

（1）Fe2O3、CuO、Cr2O3與硫酸反應(yīng)生成Fe2(SO4)3、CuSO4、Cr2(SO4)3，浸出過程中除了生成Fe2(SO4)3外，主要還有CuSO4、Cr2(SO4)3；

（2）根據(jù)圖表可知鐵離子完全沉淀pH為3.2≤pH＜4.3，所以在除鐵操作中，需要除去Fe3＋和CaSO4，相關(guān)操作：①加入石灰乳調(diào)節(jié)pH到 3.2≤pH＜4.3；②將濁液加熱到80℃，趁熱過濾；濾渣Ⅱ的主要成分是Fe（OH）3、CaSO4 ；

（3）硫酸氫根離子具有強(qiáng)的還原性，能和銅離子之間發(fā)生反應(yīng)生成硫酸根離子以及氧化亞銅，發(fā)生的反應(yīng)為：2H2O+HSO3－+2Cu2＋=Cu2O↓+SO42－+5H＋ ，在酸性環(huán)境下，亞硫酸氫根離子和氫離子之間反應(yīng)生成的二氧化硫具有毒性，能污染空氣，HSO3-+H+=SO2↑+H2O；

（4）當(dāng)離子濃度≤1×10-5 mol·L-1認(rèn)為沉淀完全，若要使Cr3＋完全沉淀則要保持c（OH－）≥ =4.0×10-9 mol·L-1，pH=14-（-lg4.0×10-9 ）=5.6=a；

（5）金屬鉻在稀硝酸中發(fā)生鈍化。

（6）采用季胺型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂（RN—OH），使龐水中CrO42-與樹脂上的OH發(fā)生離子交換反應(yīng)：。