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(fèi)試劑外，還會(huì)出現(xiàn)的問題是    。
（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^—)≥ 。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↓+SO₄^2— +5H⁺(3分)； 產(chǎn)生SO₂污染環(huán)境(3分)
（4）4．0×10^-9mol/L  (3分)

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(shí)CaSO₄的溶解度已經(jīng)很小，此時(shí)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(dá)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SO₄^2—，所以離子方程式為2H₂O+HSO₃^— +2Cu²⁺=Cu₂O↓+SO₄^2—+5H⁺；若NaHSO₃過量，則該步驟中Cu²⁺被還原后的溶液酸性增強(qiáng)，則H⁺會(huì)與過量的NaHSO₃反應(yīng)產(chǎn)生SO₂，污染環(huán)境；
（4）Cr³⁺完全沉淀時(shí)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。