Question

（2011?閔行區(qū)二模）利用化學原理可以對工廠排放的廢水、廢渣等進行有效檢測與合理處理．
（1）染料工業(yè)排放的廢水中含有大量有毒的NO₂?，可以在堿性條件下加入鋁粉除去（加熱處理后的廢水，會產生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體）．除去NO₂?離子的離子方程式為

2Al+OH^-+NO₂^-+2H₂O=2AlO₂^-+NH₃?H₂O

．
（2）某工廠對制革工業(yè)污泥中Cr³⁺回收與再利用工藝如下（硫酸浸取液中金屬離子主要是Cr³⁺，其次是Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺）：

部分陽離子常溫下以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見表：

陽離子	Fe3+	Fe2+	Mg2+	Al3+	Cu2+	Cr3+
開始沉淀時的pH	1.9	7.0	--	--	4.7	--
沉淀完全時的pH	3.2	9.0	11.1	8	6.7	9 （＞9溶解）

①實驗室用18.4mol/L的濃硫酸配制250mL 4.8mol/L的硫酸溶液，所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒和吸量管（一種能精確量取一定體積液體的儀器）外，還需

250mL容量瓶、膠頭滴管

．
②酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施是

增加浸取時間、不斷攪拌混合物、濾渣多次浸取等

（答2點）．
③加入H₂O₂的作用是

將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，將Cr³⁺轉變成較高價態(tài)的鉻，以便于與雜質離子分離

．
④鈉離子交換樹脂的原理為：Mⁿ⁺+nNaR→MR_n+nNa⁺，被交換的雜質離子是

Ca²⁺、Mg²⁺

（選填：Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺）．
（3）印刷電路銅板腐蝕劑常用FeCl₃．腐蝕銅板后的混合溶液中，若Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的濃度均為0.10mol/L，請參照上表給出的數(shù)據(jù)和提供的試劑（可能用到的試劑：Cl₂、濃H₂SO₄、NaOH溶液、CuO、Cu），簡述除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺的實驗步驟①

通入足量氯氣將Fe²⁺氧化成Fe³⁺

；②

加入CuO調節(jié)溶液的pH至[3.2，4.7）

；③過濾．

Answer 1

分析：（1）鋁與強堿能反應生成偏鋁酸鹽，高中學過的能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體是氨氣，由此判斷該反應的生成物，從而寫出離子方程式．
（2）①配置一定物質的量濃度的溶液所需的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、吸量管、容量瓶和膠頭滴管．
②酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施是延長浸取時間、加快溶解速度等措施．
③根據(jù)雙氧水的性質分析，雙氧水有強氧化性，能氧化還原性的物質．
④鈉離子交換樹脂交換 的離子是鈣離子和鎂離子．
（3）除雜的原則是：除去雜質且不引進新的雜質，除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺，必須先使Fe²⁺轉化為Fe³⁺，再加入氧化銅除去多余的氯氣，調節(jié)溶液的PH值，使Fe³⁺完全轉化為氫氧化鐵從而除去溶液中的Fe³⁺．

解答：解：（1）根據(jù)題意知，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體是氨氣，鋁與強堿能反應生成偏鋁酸鹽，鋁是還原劑，NO₂^-是氧化劑，所以能發(fā)生氧化還原反應生成偏鋁酸鹽和氨水，
離子方程式為：2Al+OH^-+NO₂^-+2H₂O=2AlO₂^-+NH₃?H₂O．
故答案為：2Al+OH^-+NO₂^-+2H₂O=2AlO₂^-+NH₃?H₂O
（2）①配置一定物質的量濃度的溶液所需的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、吸量管、容量瓶和膠頭滴管．
故答案為：250mL容量瓶、膠頭滴管．
②酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施是：延長浸取時間、加快溶解速度等措施．
故答案為：增加浸取時間、不斷攪拌混合物、濾渣多次浸取等．
③雙氧水有強氧化性，能氧化還原性的物質，F(xiàn)e²⁺和Cr³⁺有還原性，F(xiàn)e²⁺和Cr³⁺能被雙氧水氧化為高價離子，以便于與雜質離子分離．
故答案為：將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，將Cr³⁺轉變成較高價態(tài)的鉻，以便于與雜質離子分離．
④鈉離子交換樹脂交換 的離子是鈣離子和鎂離子．
故答案為：Ca²⁺、Mg²⁺．
（3）①除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺，根據(jù)生成沉淀所需溶液 的PH值知，若使Fe²⁺轉化為沉淀時，銅離子已經完全沉淀，所以不符合題意，故首先把Fe²⁺轉化為Fe³⁺，加入氧化劑且不引進新的雜質，所以首先要通入足量氯氣將Fe²⁺氧化成Fe³⁺．
故答案為：通入足量氯氣將Fe²⁺氧化成Fe³⁺．
②通入足量氯氣后，溶液呈酸性，所以要加入某種物質除去溶液中的酸且不引進新的雜質，所以要加入氧化銅，使酸轉化為氯化銅，當溶液的PH值4.7時，銅離子開始出現(xiàn)沉淀，當溶液的PH值為3.2時，三價鐵離子沉淀完全，銅離子未產生沉淀，所以要使三價鐵離子和銅離子分離，溶液的PH值應為[3.2，4.7）．
故答案為：加入CuO調節(jié)溶液的pH至[3.2，4.7）．

點評：本題考查了離子方程式的書寫、物質的分離等知識點，難度不大，注意會運用溶液的PH值對溶液中的離子進行分離，除雜的原則是：除去雜質且不引進新的雜質．