16.(14分)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:
加入石灰乳調(diào)節(jié)pH,檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的操作是;
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1×105 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]。
(1)CuSO4(2)3.2~4.3 取適量濾液,加KSCN溶液,若不變紅,則說明Fe3+已除趁熱過濾
(3)2 H2O+HSO3-+2 Cu2+ = Cu2O↓+SO42-+5 H+產(chǎn)生SO2,污染環(huán)境(4)4.0×10-9 mol·L1
【解析】
試題分析:(1)Fe2O3、CuO、Cr2O3Fe2(SO4)3、CuSO4、Cr2(SO4)3]和水;(2)由部分物質(zhì)沉淀的pH加入石灰乳調(diào)節(jié)pH為3.2~4.3,不會(huì)沉淀Cu2+、Cr除去Fe3+和CaSO4Fe3+Fe3+CaSO4的溶解度曲線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CaSO4;(3)若NaHSO3過量過量NaHSO3可以與強(qiáng)酸反應(yīng)生成SO2氣體,Cr(OH)3(s) Cr3+Ksp[Cr(OH)3] = c(Cr3+3(OH- 6.3×10-313(OH- 6.3×10-311×10-5 = 6.3×10- 63×10-- mol·L-1= 4.0×10-mol·L-1,即要使Cr3+完全沉淀則要保持 c(OH-)≥.0×10-mol·L-1。
【考點(diǎn)定位】考查電鍍污泥回收銅和鉻等金屬流程(原料是否廉價(jià)易得)、環(huán)保角度(是否符合綠色化學(xué)的要求)、現(xiàn)實(shí)角度等方面考慮;解答時(shí)要看框內(nèi),看框外,里外結(jié)合;邊分析,邊思考,易處著手;先局部,后全盤,逐步深入。而且還要看清問題,不能答非所問。要求用理論回答的試題應(yīng)采用“四段論法”:本題改變了什么條件(或是什么條件)→根據(jù)什么理論→所以有什么變化→結(jié)論。