【题目】环境问题是广大群众关注的热点话题之一,化工厂排放的废水、废渣一般利用化学原理可以进行排放物达标检测与无害化处理。某皮革厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下:

已知:酸浸后的溶液中的金属离子主要是Cr3,其次是Fe3Al3Ca2Mg2

常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下:

阳离子

Fe3

Mg2

Al3

Cr3

沉淀完全时的pH

3.7

11.1

5.4

9

沉淀溶解时的pH

>8溶解

>9溶解

(1)如需配制480 mL酸浸环节所需的硫酸,需要用量筒量取18.4 mol·L1的浓硫酸____mL;配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外,还需哪些仪器_____

(2)经氧化环节滤液中的Cr3转化为Cr2O72-,写出此反应的离子方程式:________

(3)pH=8环节,既可以将溶液中某些杂质离子转化为沉淀,同时又可以将Cr2O72-转化为某种含铬元素微粒,溶液颜色由橙色变为黄色,请解释该颜色变化的原因_______

(4)钠离子交换树脂的反应原理为MnnNaRMRnnNa,则利用钠离子交换树脂可除去滤液中的金属阳离子有________

(5)请写出流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式:______________

(6)沉淀滴定法是测定粒子浓度的方法之一,为了测定某废水中SCN的浓度,可用标准AgNO3溶液滴定待测液,已知:

银盐性质

AgCl

AgI

AgCN

Ag2CrO4

AgSCN

颜色

砖红

Ksp

1.8×1010

8.3×1017

1.2×1016

3.5×1011

1.0×1012

滴定时可选为滴定指示剂的是________(填编号)

A.NaCl B.K2CrO4 C.KI D.NaCN

如何确定该滴定过程的终点:_______________

【答案】54.3 500 mL容量瓶、胶头滴管 2Cr33H2O2H2O=Cr2O72-8H Cr2O72-2OH2CrO42-H2OpH增大时该平衡向右移动,溶液中Cr2O72-浓度减小、CrO42-离子浓度增大,颜色由橙色变为黄色 Mg2Ca2 2CrO42-3SO212H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4SO42-2OH B 当滴入最后一滴标准液时,出现砖红色沉淀,且半分钟内沉淀颜色不改变

【解析】

向含铬污泥中加入稀硫酸和水并将溶液pH调节为1,根据信息知,硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+Al3+Ca2+Mg2+,然后过滤,向滤液中加入双氧水,Cr3+被氧化生成Cr2O72-,然后向溶液中加入NaOH溶液并调节溶液的pH=8,根据表中数据知,溶液中Fe3+Al3+生成沉淀,且溶液中Cr2O72-转化为CrO42-,然后过滤,向滤液中加入钠离子交换树脂,除去Ca2+Mg2+,最后向溶液中通入二氧化硫,发生反应2CrO42-+3SO2+12H2O2Cr(OH)(H2O)5SO4↓+SO42-+2OH-,以此解答该题。

(1)根据c1V1=c2V2列等式,18.4×V1×10-3=2×500×10-3V1=54.3;配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外,还需用玻璃仪器为500mL容量瓶、胶头滴管;

(2)根据电子得失守恒、原子守恒和电荷守恒,可知反应的离子方程式为2Cr33H2O2H2OCr2O72-8H

(3)溶液颜色由橙色变为黄色说明Cr2O72-转化为CrO42-,反应的离子方程式为Cr2O72-2OH2CrO42-H2O,当pH增大时该平衡向右移动,溶液中Cr2O72-浓度减小、CrO42-离子浓度增大,所以颜色由橙色变为黄色;

(4)根据阳离子互换原则确定,利用钠离子交换树脂可除去滤液中的金属阳离子有Mg2Ca2

(5)流程中用SO2进行还原时,被氧化为SO42-,根据电子得失守恒、原子守恒和电荷守恒,可知发生反应的离子方程式为2CrO42-3SO212H2O2Cr(OH)(H2O)5SO4SO42-2OH

(6)①指示剂选择原则为颜色变化明显、Ksp略微大于Ksp(AgSCN),根据表中数据可知K2CrO4作为指示剂,答案选B

滴定终点现象是当滴入最后一滴标准液时,沉淀由白色变为砖红色,且半分钟内沉淀颜色不再改变。

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