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⁺。

②Cr₂O+H₂O2CrO+2H⁺

③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18.4mol·L^-1的浓硫酸配制480mL2mol·L^-1的硫酸，配制时所用玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和胶头滴管外，还需________。

(2)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Cr₂O转化为__________(填微粒的化学式)。

(3)钠离子交换树脂的反应原理为Mⁿ⁺+nNaR=MR_n+nNa⁺，则利用钠离子交换树脂可除去滤液II中的金属阳离子有_______。

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

(5)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^-的浓度，可用0.1000mol·L^-1 AgNO₃标准溶液滴定待测液，已知：

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

①滴定时可选为滴定指示剂的是_______(填编号)，滴定终点的现象是_________。

A．NaCl    B．K₂CrO₄ C．KI    D．NaCN

②取某废水25.00mL，滴定终点时消耗AgNO₃标准溶液10.00mL，则废水中SCN^-的物质的量浓度为______________。

Answer

500mL的容量瓶、量筒 CrO Mg2＋、Ca2＋ 2CrO＋3SO2＋12H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SO＋2OH－ B 当滴入最后一滴标准液时，出现砖红色沉淀，且半分钟内沉淀颜色不改变 0.04mol·L−1

【解析】

向含铬污泥中加入稀硫酸和水并调节pH=1，浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，过滤后的滤液中加入双氧水，Cr3+被氧化生成Cr2O，再向溶液中加入NaOH溶液并调节pH为8，根据表中数据可知，溶液中Fe3+、Al3+生成沉淀且溶液中Cr2O转化为CrO，然后过滤，向滤液中加入钠离子交换树脂，除去Ca2+和Mg2+，最后向溶液中通入SO2，发生反应：2CrO＋3SO2＋12H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SO＋2OH-，根据以上进行解答。

(1)配制480mL所需溶液，应选用500mL的容量瓶，根据溶液稀释前后溶质的物质的量不变列式：18.4mol•L-1V(浓硫酸)=2mol•L-150010-3mL，解得V=54.3mL，配制时所需玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和胶头滴管外，还需500mL的容量瓶、量筒；

(2)根据各金属阳离子完全沉淀的pH，加入NaOH溶液调节pH=8，将Fe3+、Al3+完全转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除去，同时将Cr2O转化为CrO，反应为：Cr2O+2OH-=2CrO+H2O；

(3)加入NaOH溶液调节pH=8除去了浸取液中Fe3+和Al3+，根据浸取液中含有的金属阳离子和钠离子交换树脂的反应原理，可知利用钠离子交换树脂除去滤液Ⅱ中的金属阳离子为Mg2＋、Ca2＋；

(4)SO2将CrO还原为Cr(OH)(H2O)5SO4，SO2被氧化为SO，S元素化合价由+4升到+6，Cr元素化合价由+6降到+3，根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒及溶液呈碱性，写出离子方程式为：2CrO＋3SO2＋12H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SO＋2OH-；

(5)①若用AgNO3滴定SCN-的浓度，可选用的指示剂与Ag+反应产物的Ksp应比AgSCN略大，且变化现象明显，从所给数据看，AgCl、Ag2CrO4满足，但由于AgCl为白色沉淀，与AgSCN颜色相同，故应选K2CrO4为滴定指示剂，这样在滴定终点时，沉淀的颜色发生明显变化(白色→砖红色)以指示滴定刚好达到终点；根据以上分析，滴定终点的现象是：当滴入最后一滴标准液时，出现砖红色沉淀，且半分钟内沉淀颜色不改变；

②由滴定发生反应：Ag++SCN-=AgSCN↓可知：n(SCN-)=n(Ag+)=n(AgNO3)=0.1000mol·L－110.0010-3L=110-3mol，则c(SCN-)==0.04mol·L−1。