Question

電鍍廣泛地應用于工業生產中．在電鍍鉻的工業廢水中主要含有Cr³+，同時還含有少量的Cu²⁺、Fe²⁺ Fe³⁺和Al³⁺等，且酸性較強．為回收利用鉻元素，此工業廢水通常采用如下流程處理：

已知：（1）鉻元素有以下循環過程：
（2）Cu（OH）₂能溶于氨水：Cu（OH）₂+4NH₃?H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O
請回答下列問題：
（1）加入試劑甲的目的：

將Fe²⁺氧化成Fe³⁺

（2）試劑乙的名稱：

氨水

，試劑丙的化學式：

Cl₂

（3）上述操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相同，則進行該實驗操作所需要的主要玻璃儀器有

燒杯、漏斗、玻璃棒

（4）濾渣I的主要成分為

Cu（OH）₂、Fe（OH）₃

（寫化學式）．
（5）在鉻元素循環過程的反應①中每反應掉1mol H₂O₂同時消耗H⁺數目為：

8

3

×6.02×10²³

（6）鉻元素循環過程的反應⑥的離子方程式：

2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O

；廢水處理流程中生成濾渣III的離子方程式_：

2H₂O+A1O₂^-+CO₂=Al（OH）₃↓+HCO₃^-

．

Answer 1

分析：（1）根據廢水的成分和加入試劑甲以后廢水的成分來回答；
（2）試劑Ⅰ可以將氫氧化銅沉淀溶解掉；試劑丙可以將CrO₂^-氧化為CrO₄^2-；
（3）過濾實驗操作所需要的主要玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；
（4）根據氫氧化鈉和各個離子之間的反應以及反應的產物來回答；
（5）根據重鉻酸根和雙氧水在酸性環境下的反應來回答；
（6）鉻酸根在酸性條件下可以轉化為重鉻酸根，向四羥基合鋁酸根中通入過量二氧化碳會生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉．

解答：解：（1）在電鍍鉻的工業廢水中主要含有Cr³+，同時還含有少量的Cu²⁺、Fe²⁺ Fe³⁺和Al³⁺等，加入試劑甲以后廢水的成分含有Cr³+、Cu²⁺、Fe³⁺和Al³⁺，由此可見試劑甲將亞鐵離子氧化為三價鐵離子，故答案為：將Fe²⁺氧化成Fe³⁺；
（2）向含有Cr³+、Cu²⁺、Fe³⁺和Al³⁺的溶液中加入過量的氫氧化鈉，生成的沉淀即濾渣Ⅰ有氫氧化銅和氫氧化鐵，濾液是根據題意信息Cu（OH）₂+4NH₃?H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，所以試劑Ⅰ可以將氫氧化銅沉淀溶解掉，應為氨水，根據鉻元素的循環過程，可知試劑丙可以將CrO₂^-氧化為CrO₄^2-，實現三價鉻到CrO₄^2-的轉化，所以試劑丙是氯氣，
故答案為：氨水；Cl₂；
（3）操作I、II、III均實現了固體和液體的分離，是過濾的過程，過濾實驗操作所需要的主要玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒，故答案為：燒杯、漏斗、玻璃棒；
（4）向含有Cr³+、Cu²⁺、Fe³⁺和Al³⁺的溶液中加入過量的氫氧化鈉，生成的沉淀即濾渣Ⅰ有氫氧化銅和氫氧化鐵，
故答案為：Cu（OH）₂、Fe（OH）₃；
（5）重鉻酸根和雙氧水在酸性環境下的反應實質是：Cr₂O₇^2-+3H₂O₂+8H⁺=7H₂O+3O₂↑+2Cr³⁺，每反應掉1mol H₂O₂同時消耗
H⁺的物質的量為

8

3

mol，數目為：

8

3

×6.02×10²³，故答案為：

8

3

×6.02×10²³；
（6）鉻酸根在酸性條件下可以轉化為重鉻酸根，即2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O，向四羥基合鋁酸根中通入過量二氧化碳會生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉，即2H₂O+A1O₂^-+CO₂=Al（OH）₃↓+HCO₃，
故答案為：2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O；2H₂O+A1O₂^-+CO₂=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

點評：本題是一道綜合知識題目，考查學生分析和解決問題的能力，難度較大．