Question

【題目】電鍍工業會產生大量的電鍍污水處理電鍍污水時會產生大量的電鍍污泥，電鍍污泥含有多種金屬(Ni、Cu、Fe、Cr、Al)的氫氧化物和不溶性雜質。下面是處理某種電鍍污泥回收銅、鎳元素的一種工業流程：

電鍍污泥用硫酸浸出后得到的浸出液中各金屬離子濃度見下表。

（1）硫酸浸出過程中，為提高浸出速率，可以采取的措施有___________(寫出兩條)。

（2）在電解回收銅的過程中，為提高下一步的除雜效果，需控制電解電壓稍大一些使Fe2+氧化，則磷酸鹽沉淀中含有的物質為___________。

（3）假設電解前后Ni2+濃度基本不變，若使Ni2+在除雜過程不損失，則溶液中PO43-濃度不能超過________ mol/ L。(列出計算表達式．Ksp[Ni3(PO4)2]=5×10-31)

（4）濾液中的___________可回收循環使用；研究發現當NaOH溶液濃度過大時，部分鋁元素和鉻元素會在濾液中出現，濾液中出現鋁元素的原因為________ (用離子方程式解釋)。

（5）Ni(OH)2是鎳氫蓄電池的正極材料，在堿性電解質中，電池充電時Ni(OH)2變為NiOOH，則電池放電時正極的電極反應式為________。

（6）電鍍污水中的Cr元素也可以用鐵氧體法處理，原理為在廢水中加入過量的FeSO4，在酸性條件下Cr2O72-被還原為Cr3+，同時生成Fe3+；加入過量的強堿生成鐵鉻氧體(CrxFe3-xO4沉淀，寫出加入過量強堿生成鐵鉻氧體(CrxFe3-xO4)沉淀的離子方程式___________。

Answer 1

【答案】加熱、增大硫酸濃度、攪拌等 FePO4、CrPO4、AlPO4 Na3PO4 Al(OH)3+OH-= AlO2-+2H2O NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH- xCr3++Fe2++ (2-x) Fe3+ +8OH-=CrxFe3-xO4↓+ 4H2O

【解析】

（1）根據影響化學反應速率的因素，硫酸浸出過程中，為提高浸出速率，可以采取的措施有加熱、增大硫酸濃度、攪拌等，故答案為加熱、增大硫酸濃度、攪拌等。

（2）根據常見酸堿鹽是溶解性規律，可知，磷酸鹽沉淀中含有的物質有FePO4、CrPO4、AlPO4，故答案為FePO4、CrPO4、AlPO4。

（3）根據Ksp[Ni3(PO4)2]=5×10-31，要使Ni2+在除雜過程不損失，需要Qc＜Ksp[Ni3(PO4)2]，溶液中c(Ni2+)=7000mg/L=mol/ L，則溶液中PO43-濃度不能超過=mol/ L，故答案為。

（4） 根據流程圖，氫氧化鈉溶解部分沉淀物生成的Na3PO4可回收循環使用；研究發現當NaOH溶液濃度過大時，部分鋁元素和鉻元素會在濾液中出現，濾液中出現鋁元素的原因是氫氧化鈉將氫氧化鋁溶解，離子方程式為Al(OH)3+OH-= AlO2-+2H2O，故答案為Na3PO4；Al(OH)3+OH-= AlO2-+2H2O；

（5） Ni(OH)2是鎳氫蓄電池的正極材料，在堿性電解質中，電池充電時Ni(OH)2發生氧化反應生成NiOOH，則電池放電時正極上NiOOH發生還原反應生成Ni(OH)2，電極反應式為NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-，故答案為NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-；

（6）在廢水中加入過量的FeSO4，在酸性條件下Cr2O72-被還原為Cr3+，同時生成Fe3+；加入過量的強堿生成鐵鉻氧體(CrxFe3-xO4沉淀，加入過量強堿生成鐵鉻氧體(CrxFe3-xO4沉淀的離子方程式為xCr3++Fe2++ (2-x) Fe3+ +8OH-=CrxFe3-xO4↓+ 4H2O，故答案為xCr3++Fe2++ (2-x) Fe3+ +8OH-=CrxFe3-xO4↓+ 4H2O。