Question

利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(III)的处理工艺流程如下：

已知：

①硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺。

②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	Fe^3+	Mg^2+	Al^3+	Cr^3+
沉淀完全时的pH	3.7	11.1	5.4(＞8溶解)	9(＞9溶解)

(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有_________________(写出两条)。

(2)过滤操作时所用玻璃仪器除烧杯外，还需要________________。

(3)H₂O₂的作用是将滤液I中的Cr³⁺转化为C₂O₇^2-，该反应的离子方程式为：____________________。

(4)加入NaOH溶液调节溶液pH=8，既可以使溶液中某些杂质离子转化为沉淀，同时又可以将Cr₂O₇^2-转化为________(填微粒的化学式)，当溶液的pH>8时，沉淀的主要成份为________ (填化学式)。

(5)钠离子交换树脂的反应原理为：Mⁿ⁺+nNaR=MR_n+nNa⁺，则利用钠离子交换树脂可除去滤液Ⅱ中的金属阳离子有________________，交换后溶液中浓度明显增大的离子为________________。

Answer

升高温度、适当增大硫酸浓度 、搅拌等 漏斗、玻璃棒 2Cr3+ + 3 H2O2 + H2O = Cr2O72− + 8H+ CrO42− Fe(OH)3 Ca2+、Mg2+ Na+

【解析】（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是延长浸取时间、加快溶解速度等措施，硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，酸浸是溶解物质为了提高浸取率，可以升高温度增大物质溶解度，增大接触面积增大反应速率，或加快搅拌速度等。

（2）过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。

（3）双氧水有强氧化性，能氧化还原性的物质，Cr3+有还原性，Cr3+能被双氧水氧化为高价离子，以便于与杂质离子分离，依据氧化还原反应电子守恒、原子守恒配平书写离子方程式：2Cr3+ + 3 H2O2 + H2O = Cr2O72− + 8H+ 。

（4）在碱性条件下Cr2O72-会转化为CrO42−，根据图标中的信息可知溶液的pH=8的时候，Fe3+、Al3+沉淀完全，pH>8的时候Al(OH)3会再次溶解，只剩下Fe(OH)3沉淀（5）根据框图转化关系可知，滤液Ⅱ中主要阳离子为Na+、Mg2+ 、Ca2+，钠离子交换树脂就是对滤液Ⅱ进行离子交换，交换的离子是Mg2+ 、和Ca2+，增加的是Na+。