Question

【題目】已知：某無色廢水中可能含有H＋、NH4+、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Na＋、NO3-、CO32-、SO42-中的幾種，為分析其成分，分別取廢水樣品1 L，進(jìn)行了三組實(shí)驗(yàn)，其操作和有關(guān)圖像如下所示：請(qǐng)回答下列問題：

(1)根據(jù)上述3組實(shí)驗(yàn)可以分析廢水中一定不存在的陰離子是________，一定存在的陽離子是________。

(2)寫出實(shí)驗(yàn)③圖像中沉淀達(dá)到最大量且質(zhì)量不再發(fā)生變化階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________。

(3)分析圖像，在原溶液中c(NH4+)與c(Al3＋)的比值為____，所得沉淀的最大質(zhì)量是___g。

(4)若通過實(shí)驗(yàn)確定原廢水中c(Na＋) ＝0.18 mol·L－1，試判斷原廢水中NO3-是否存在？________(填“存在”“不存在”或“不確定”)。若存在，c(NO3-)＝________ mol·L－1。(若不存在或不確定則此空不填)

Answer 1

【答案】CO32- Na＋、H＋、Al3＋、Mg2＋、NH4+ NH4+＋OH－=NH3·H2O 2:1 10.7 存在 0.08

【解析】

（1）廢水是無色的，說明無Fe3+。根據(jù)焰色反應(yīng)為黃色可知有Na＋，加入氯化鋇有白色沉淀生成，且加入酸沉淀不溶解，說明有SO42-，加入氫氧化鈉開始時(shí)沒有沉淀生成說明有H＋，加入過量的氫氧化鈉有部分沉淀溶解，說明有Al3＋，還有部分白色沉淀不溶解，說明有Mg2＋，沉淀達(dá)到最大量且質(zhì)量不再發(fā)生變化階段，有另一陽離子與氫氧根反應(yīng)且不生成沉淀，說明有NH4+，既然一定有Al3＋、Mg2＋，則必然沒有CO32-。故答案為：CO32-；Na＋、H＋、Al3＋、Mg2＋、NH4+；

（2）沉淀達(dá)到最大量且質(zhì)量不再發(fā)生變化階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是NH4+＋OH－=NH3·H2O。

（3）與NH4+反應(yīng)的OH-有0.2mol，則NH4+有0.2mol，與Al(OH)3反應(yīng)的OH-有0.1mol，則Al3＋有0.1mol，因此二者的比例為2:1。生成沉淀需要OH-0.4mol，0.1molAl3＋需要0.3mol OH-，則與Mg2＋反應(yīng)的OH-是0.1mol，則Mg2＋有0.05mol，生成氫氧化鎂0.05mol，即2.9g，生成的氫氧化鋁是0.1mol，質(zhì)量為7.8g，則沉淀最大質(zhì)量為10.7g。故答案為：2:1，10.7。

（4）從圖中可知，H＋有0.1mol，已經(jīng)求得NH4+有0.2mol，Al3＋有0.1mol，Mg2＋有0.05mol，若c(Na＋) ＝0.18 mol·L－1，則鈉離子的物質(zhì)的量為0.18 mol·L－1×1L=0.18mol。根據(jù)題干可知硫酸鋇有93.2g，即0.4mol，也就是說SO42-有0.4mol，已知沒有CO32-，正電荷高于負(fù)電荷，電荷不守恒，所以一定有硝酸根，且c(NO3-)＝0.1×1+0.2×1+0.1×3+0.05×2+0.18×1-0.4×2=0.08mol·L－1。故答案為：存在，0.08。