Question

【題目】【離子反應】某工業廢水中僅含下表離子中的5種(不考慮水的電離及離子的水解)，且各種離子的物質的量濃度相等，均為0.1mol/L。

陽離子	K＋ Cu2＋ Fe3＋ Al3＋ Fe2＋
陰離子	Cl－ SiO32－

甲同學欲探究廢水的組成，進行了如下實驗：

Ⅰ．用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，無紫色火焰(透過藍色鈷玻璃觀察)。

Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液無明顯變化。

Ⅲ．另取溶液加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，此時溶液依然澄清，且溶液中陰離子種類與原溶液中種類相同。

Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。

請推斷：

（1） 僅由Ⅰ、Ⅱ判斷，溶液中一定不含有的陽離子是___________(寫離子符號)

（2） Ⅲ中加入少量鹽酸生成無色氣體的的離子方程式是______________________

（3） 將Ⅲ中所得紅棕色氣體通入水中，氣體變無色，所發生的化學方程式為____________

（4） 甲同學最終確定原溶液中所含陽離子是___________，陰離子是______________(寫

離子符號)

（5） 工業廢水中常含有不同類型的污染物，可采用不同的方法處理。以下是乙同學針對含

不同污染物的廢水提出的處理措施和方法，其中正確的是__________________。

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用CO2來中和

選項	污染物	處理措施	方法類別
A	廢酸	加生石灰中和	物理法
B	Cu2＋等重金屬離子	加硫酸鹽沉降	化學法
C	含復雜有機物的廢水	通過微生物代謝	物理法
D	堿性的廢水	化學法

Answer 1

【答案】（1）K+ Fe3+ （2）3Fe2+ + NO3- + 4H+ = 3Fe3+ + NO + 2H2O（3分）

（3)3NO2+H2O=2HNO3+NO（4）Fe2+ Cu2+ Cl- NO3- SO42-（2分）

（5）D （2分）

【解析】

試題分析：（1）K的焰色呈紫色，透過藍色鈷玻璃觀察無紫色火焰，說明沒有K＋，Fe3＋遇KSCN溶液呈血紅色，取少量溶液，加入KSCN溶液無明顯變化，說明沒有Fe3＋，所以Ⅰ、Ⅱ判斷，溶液中一定不含有的陽離子是K+、Fe3+。

（2））Ⅲ中加入少量鹽酸生成無色氣體，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，說明無色氣體是NO，推斷溶液中含有NO3-和Fe2+，反應的離子方程式是3Fe2++NO3- +4H+ =3Fe3+ +NO+2H2O。

（3）將Ⅲ中所得紅棕色氣體通入水中，氣體變無色，所發生的化學方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO。

（4）若向溶液中加入KSCN溶液，無明顯變化，說明原溶液中不含Fe3+；若向溶液中加入過量的鹽酸，有氣體生成，溶液中陰離子種類不變，說明原溶液中含有Cl-，該氣體只能是NO，說明含有具有氧化性的NO3-和還原性的Fe2+，若向溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，說明原溶液中含有SO42-，各離子的物質的量均為0.1mol，根據電荷守恒可知還應含有Cu2+，所以原溶液中所含陽離子是Fe2+、Cu2+；陰離子是NO3-、Cl-、SO42-。

（5）污染治理要求能除掉有毒的物質，新生成的物質對環境無污染，物理法與化學法的區別是否有新物質生成。A．酸和堿的中和反應為化學反應，為化學法，A項錯誤；B．硫酸銅可溶，所以不能沉淀除去，B項錯誤；C．含苯廢水中的苯通過微生物代謝，這是化學方法，C項錯誤；D．堿性的廢水與二氧化碳反應生成的碳酸鹽和水，無污染，該方法屬于化學法，D項正確；答案選D。