Question

某工厂对工业污泥中的Cr元素回收与再利用的工艺如下（已知硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr³⁺，其次是少量的Fe²⁺、F^e3+、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺)：

部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:

阳离子	Fe^3+	Fe^2+	Mg^2+	Al^3+	Cr^3+
开始沉淀时的pH	1.9	7.0	——	——	——
沉淀完全时的pH	3.2	9.0	11.1	8	9（>9溶解）

（1）实验室用98%（密度为1.84g·cm^-3)的浓硫酸配制200 mL 4.8 mol·L^-1的硫酸溶液，配制时需要量取98%的浓硫酸的体积为_______ mL（保留小数点后一位小数），所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、量筒和酸式滴定管外，还需_______。

（2）过滤操作时，需要对沉淀进行洗涤，洗涤沉淀的方法是_______。

（3）加入H₂O₂的作用一方面是氧化+3价Cr使之转变成+6价Cr（CrO₄^2-或Cr₂O₇^2-），以便于与杂质离子分离：另一方面是_______。（离子方程式表示）

（4）调节溶液的pH=8除去的杂质离子是_______。

（5）钠离子交换树脂的原理为：Mⁿ⁺+nNaR→MRn+nNa⁺，被交换的杂质离子是_______。

（6）通SO₂气体时，还原过程发生以下反应（填写缺项物质并配平）：

____ Na₂Cr₂O₇+    SO₂+          =     Cr(OH)(H₂O)₅SO₄+    Na₂SO₄。

Answer

65.2 200mL容量瓶、胶头滴管 沿玻璃棒向漏斗中注入蒸馏水，至刚好浸没沉淀物，等蒸馏水自然流尽后，再重复操作2到3次。 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O Fe3+、Al3+ Ca2+、Mg2+ 1，3，11，H2O，2，1

【解析】（1）质量分数为98%、密度为18.4g/cm3的浓硫酸的物质的量浓度==18.4mol/L，浓硫酸稀释前后溶质的物质的量不变，设浓硫酸的体积为V，由于没有200mL容量瓶，所以选择250mL容量瓶，所以18.4mol/L×V=4.8mol/L×0.25L，V=0.0652L=65.2mL；配制一定物质的量浓度的溶液的步骤为：计算、称量、溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀等，使用的仪器为：量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、250mL容量瓶；故答案为：65.2；胶头滴管、250mL容量瓶；

（2）过滤操作中洗涤沉淀的方法是沿玻璃棒向漏斗中注入蒸馏水，至刚好浸没沉淀物，等蒸馏水自然流尽后，再重复操作2到3次，故答案为：沿玻璃棒向漏斗中注入蒸馏水，至刚好浸没沉淀物，等蒸馏水自然流尽后，再重复操作2到3次；

（3）双氧水具有氧化性，加入H2O2可以氧化+3价Cr使之转变成+6价Cr（CrO42-或Cr2O72-），也可以氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

（4）溶液中存在的离子有：Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，根据表格数据，调节溶液的pH=8除去的杂质离子有Fe3+、Al3+，故答案为：Fe3+、Al3+；

（5）钠离子交换树脂的原理为：Mn++nNaR→MRn+nNa+，被交换的杂质离子有Ca2+、Mg2+，故答案为：Ca2+、Mg2+；

（6）根据氧化还原反应的规律，氧化还原反应须遵守得失电子守恒和质量守恒，方程式配平为：Na2Cr2O7+3SO2+11 H2O = 2Cr(OH)(H2O)5SO4+Na2SO4，故答案为：1，3，11，H2O，2，1。