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）实验室用18.4 mol·L^-1的浓硫酸配制480 mL 2 mol·L^－1的硫酸，需量取浓硫酸_______________mL；配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外，还需__________________________________________。

（2）H₂O₂的作用是将滤液Ⅰ中的Cr³⁺转化为Cr₂O₇^2-，写出此反应的离子方程式：_______________________。

（3）加入NaOH溶液使溶液呈碱性，既可以除去某些杂质离子，同时又可以将Cr₂O₇^2-转化为____________(填微粒的化学式)

（4）钠离子交换树脂的反应原理为：Mⁿ⁺ + n NaR = MR_n + n Na^＋，则利用钠离子交换树脂可除去滤液Ⅱ中的金属阳离子有__________________。

（5）写出上述流程中用SO₂进行还原时发生反应的离子方程式：__________________________________________________________________。

（6）沉淀滴定法是测定粒子浓度的方法之一，为了测定某废水中SCN^－浓度，可用标准AgNO₃溶液滴定待测液，已知：

银盐性质	AgCl	AgI	AgCN	Ag2CrO4	AgSCN
颜色	白	黄	白	砖红	白
Ksp	1.8×10^-10	8.3×10^-17	1.2×10^-16	3.5×10^-11	1.0×10^-12

滴定时可选为滴定指示剂的是_____________(选填编号)，滴定终点现象是：____________________________。

A．NaCl         B．K₂CrO₄        C．KI        D．NaCN

Answer

54.3 500mL容量瓶、胶头滴管 2Cr3+＋3H2O2＋H2O＝Cr2O72-＋8H＋ CrO42- Mg2+、Ca2+ 2CrO42-＋3SO2＋12H2O＝2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SO42- ＋2OH－ B 当滴入最后一滴标准液时，沉淀由白色变为砖红色，且半分钟内沉淀颜色不再改变

【解析】

本题以制革工业污泥中Cr（III）处理的流程为载体，考查流程的分析，物质的量浓度溶液的配制，方程式的书写，沉淀滴定实验，溶度积的应用。

（1）根据“大而近”的原则，配制480mL溶液应选用500mL容量瓶。根据c（浓溶液）V（浓溶液）=c（稀溶液）V（稀溶液），18.4mol/LV（浓H2SO4）=2mol/L500mL，解得V（浓H2SO4）=54.3mL，需要量取浓硫酸54.3mL。配制的实验步骤为：计算→量取→稀释→冷却→转移→洗涤→初步振荡→定容→摇匀→装瓶贴标签，配制时所用的玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外，还需500mL容量瓶、胶头滴管。

（2）H2O2将Cr3+氧化成Cr2O72-，H2O2被还原，反应可写成H2O2+Cr3+→Cr2O72-，根据得失电子守恒配平为3H2O2+2Cr3+→Cr2O72-，结合原子守恒、电荷守恒以及滤液I呈酸性，H2O2将Cr3+氧化的离子方程式为3H2O2+2Cr3++H2O=Cr2O72-+8H+。

（3）根据各金属阳离子形成沉淀的pH，加入NaOH溶液调pH=8，将Fe3+、Al3+完全转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去；同时将Cr2O72-转化为CrO42-，反应可表示为Cr2O72-+2OH-=2CrO42-+H2O。

（4）加入NaOH溶液调pH=8除去了浸取液中的Fe3+和Al3+，根据浸取液中含有的金属阳离子，利用钠离子交换树脂除去滤液II中的金属阳离子为Mg2+、Ca2+。

（5）根据流程加入SO2将CrO42-还原为Cr(OH)(H2O)5SO4，SO2被氧化成SO42-，反应可写成SO2+CrO42-→Cr(OH)(H2O)5SO4↓+SO42-，S元素的化合价由+4价升至+6价，Cr元素的化合价由+6价降至+3价，根据得失电子守恒配平为3SO2+2CrO42-→2Cr(OH)(H2O)5SO4↓+SO42-，结合原子守恒、电荷守恒和溶液呈碱性，写出离子方程式为3SO2+2CrO42-+12H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4↓+SO42-+2OH-。

（6）A.若选择NaCl作指示剂，AgCl、AgSCN的颜色都是白色，无法判断滴定终点；

B. 若选用K2CrO4作指示剂，Ksp（Ag2CrO4） Ksp（AgSCN），滴入AgNO3先与SCN-形成沉淀，当SCN-沉淀完全，滴入一滴AgNO3溶液与K2CrO4产生砖红色沉淀，可判断滴定终点；

C. 若选用KI作指示剂，Ksp（AgI）Ksp（AgSCN），AgSCN与AgI类型相同，更易形成AgI沉淀，无法判断滴定终点；

D. 若选用NaCN作指示剂，由于Ksp（AgCN）Ksp（AgSCN），AgSCN与AgCN类型相同，更易形成AgCN沉淀，且AgCN、AgSCN的颜色都是白色，无法判断滴定终点；

综上所述，选用K2CrO4作为指示剂，答案选B。终点实验现象为：当滴入最后一滴标准液时，沉淀由白色变为砖红色，且半分钟内沉淀颜色不再改变。