Question

工业上利用电镀污泥（主要含有Fe₂O₃、CuO、Cr₂O₃及部分难溶杂质）回收铜和铬等金属，回收流程如下图： 

已知部分物质沉淀的pH及CaSO₄的溶解度曲线如下：

（1）在浸出过程中除了生成Fe₂(SO₄)₃、Cr₂(SO₄)₃外，主要还有_____

（2）在除铁操作中，需要除去Fe³⁺和CaSO₄，请完成相关操作：①加入石灰乳调节pH到__；②将浊液加热到80℃，______．

（3）写出还原步骤中加入NaHSO₃生成Cu₂O固体的离子反应方程式___________，此步骤中加入NaHSO₃得到Cu₂O的产率为95%，若NaHSO₃过量，除了浪费试剂外，还会出现的问题是________．

（4）当离子浓度≤1×10^﹣5 mol•L^﹣1认为沉淀完全，若要使Cr³⁺完全沉淀则要保持c（OH^﹣）≥_______．已知：Ksp[Cr(OH)₃]=6.3×10^﹣31， ≈4.0）

Answer

CuSO4 3.2 趁热过滤 2H2O+HSO3﹣+2Cu2+=Cu2O↓+SO42﹣+5H+ 产生SO2污染环境 4.0×10﹣9 mol•L﹣1

【解析】

（1）根据氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水进行分析；

（2）由图表可知铁离子完全沉淀pH为3.2，Cr3+开始沉淀pH为4.3，因此在除铁的操作中需要除去Fe3+和CaSO4，而CaSO4溶解度随温度的升高而减小，易于除去；

（3）HSO3-具有较强的还原性，能和Cu2+之间发生反应生成SO42-和Cu2O，过量的HSO3-和酸反应生成SO2和水，；

（4）根据Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)•c3(OH-)进行计算。

（1）氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，所以浸出过程中除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3外，主要还有CuSO4；

（2）由图表可知铁离子完全沉淀pH为3.2，Cr3+开始沉淀pH为4.3，因此在除铁的操作中需要除去Fe3+和CaSO4，操作过程为：①加入石灰乳调节pH=3.2；②将浊液加热到80℃，趁热过滤；

（3）HSO3-具有较强的还原性，能和Cu2+之间发生反应生成SO42-和Cu2O，反应为：2H2O+HSO3-+2Cu2+= Cu2O↓+SO42-+5H+，在酸性环境下，HSO3-和H+反应成成的SO2有毒，能污染环境；

（4）当离子浓度≤1×10﹣5 mol•L﹣1认为沉淀完全，若要使Cr3+完全沉淀，需要让c(OH-)≥==4.0×10-9mol/L。