Question

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：

	Fe3+	Cu2+	Cr3+
開始沉淀pH	2．1	4．7	4．3
完全沉淀pH	3．2	6．7	a

 

（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,請完成相關(guān)操作：①加入石灰乳調(diào)節(jié)pH到 ；②將濁液加熱到80℃， 。

（3）寫出還原步驟中加入NaHSO3生成Cu2O固體的離子反應(yīng)方程式 ，此步驟中加入NaHSO3得到Cu2O的產(chǎn)率為95%，若NaHSO3過量，除了浪費試劑外，還會出現(xiàn)的問題是 。

（4）當(dāng)離子濃度≤1×10—5 mol?L-1認為沉淀完全，若要使Cr3+完全沉淀則要保持C(OH—)≥ 。已知：Ksp[Cr(OH)3]=6．3×10-31，）

 

Answer 1

（1）CuSO4 (3分)

（2）①3．2 (2分) ②趁熱過濾 (2分)

（3）2H2O + HSO3— +2Cu2+=Cu2O↓+SO42— +5H+(3分)； 產(chǎn)生SO2污染環(huán)境(3分)

（4）4．0×10-9mol/L (3分)

【解析】

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

（2）①除鐵操作中鐵離子沉淀完全，而銅離子與鉻離子不能沉淀，鐵離子沉淀完全的pH是3．2所以調(diào)節(jié)溶液pH到3．2；80℃時CaSO4的溶解度已經(jīng)很小，此時以固體形式存在，若不趁熱過濾，溫度下降后，CaSO4的溶解度又增大，重新回到溶液中，達不到除雜目的，所以將濁液加熱到80℃，要趁熱過濾，以除去CaSO4

（3）Cu元素以Cu2+形式存在于溶液中，加入NaHSO3二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成Cu2O固體，HSO3—被氧化成SO42—，所以離子方程式為2H2O+HSO3— +2Cu2+=Cu2O↓+SO42—+5H+；若NaHSO3過量，則該步驟中Cu2+被還原后的溶液酸性增強，則H+會與過量的NaHSO3反應(yīng)產(chǎn)生SO2，污染環(huán)境；

（4）Cr3+完全沉淀時C(Cr3+)≤1×10—5 mol?L-1,而Ksp[Cr(OH)3]= C(Cr3+)·C(OH—)3=6．3×10-31，C(OH—)3= 6．3×10-31/ C(Cr3+)≥6．3×10-26,所以C(OH—) ≥×10-9=4．0×10-9。

考點：考查對工業(yè)流程的分析，反應(yīng)產(chǎn)物、pH的判斷，Ksp的有關(guān)計算，離子方程式的書寫