Question

废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。某工厂对工业污泥中Cr（III）回收与再利用工艺流程如图（硫酸浸取液中金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺）：

已知：常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH（开始沉淀的pH按金属阳离子浓度为1.0mol·L^-1计算）和完全沉淀时溶液的pH，见下表：

阳离子	Fe^3+	Fe^2+	Mg^2+	Al^3+	Cu^2+	Cr^3+
开始沉淀时的pH	1.9	7.5	——	——	4.7	——
沉淀完全时的pH	3.2	9.7	11.1	8	6.7	9（＞9溶解）

重铬酸根离子（Cr₂O₇^2-）在溶液中存在如下平衡：2CrO₄^2-+2H⁺Cr₂O₇^2-+H₂O

（1）该工厂对工业污泥中Cr（+3价）回收与再利用工艺流程中，其中一步存在氢氧化铁的沉淀溶解平衡：Fe(OH)₃(s)Fe³⁺(aq)+3OH^-(aq)，其溶度积常数表达式为K_sp=__。

（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是__（至少答一点）。

（3）加入H₂O₂的作用是__。调节溶液的pH=8是为了除去__离子。

（4）钠离子交换树脂的原理为：Mⁿ⁺+nNaR→MR_n+nNa⁺，被交换的的杂质离子是__。

Answer

c(Fe3+)·c3(OH-) 升高温度、搅拌、增加浸取时间等（答出一点即可） 氧化Cr3+为Cr2O72-，以便于杂质离子分离 Fe3+和Al3+ Ca2+、Mg2+

【解析】

含铬污泥预处理后，水溶、酸溶、过滤得到滤液，向滤液中加入过氧化氢氧化铬离子变成+6价Cr，加入氢氧化钠溶液调节pH=8，Fe3+和Al3+转化为沉淀除去，再向滤液加入钠离子交换树脂后通入二氧化硫还原得到目标产物，结合题干综合分析即可解答问题。

(1) Fe(OH)3溶度积常数表达式为Ksp= c(Fe3+)·c3(OH-)，故答案为：c(Fe3+)·c3(OH-)；

(2)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是：增加浸取时间、不断搅拌混合物、滤渣多次浸取等，因此正确答案是：升高反应温度、搅拌(或增加浸取时间、滤渣多次浸取等)；

(3)双氧水有强氧化性，能氧化还原性的物质，Fe2+和Cr3+有还原性，Fe2+和Cr3+能被双氧水氧化为高价离子，以便于与杂质离子分离；硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+ ，其次是Fe 3+、A13+、Ca2+和Mg2+，加入NaOH溶液使溶液呈碱性，溶液pH=8，Fe3+、Al3+转化为沉淀除去，故正确答案是：氧化Cr3+为Cr2O72-，以便于杂质离子分离；Fe3+和Al3+；

(4)钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子，故正确答案是：Ca2+、Mg2+。