Question

【題目】礦業廢水中Al3＋含量的測定和處理是環境保護的重要課題。

(1)向礦業廢水中加入NaOH溶液至沉淀不再溶解，再加入一定量的NaHCO3溶液攪拌，反應生成絲鈉鋁石[NaAl(OH)2CO3]沉淀，過濾除去。寫出加入NaHCO3溶液生成絲鈉鋁石沉淀的離子方程式：____________________________________。

(2) 為確定加入NaHCO3溶液的量，需測定礦業廢水中Al3＋的含量。工業上常采用EDTA絡合滴定法，步驟如下：

步驟1：CuSO4標準液的配制與標定。取一定量膽礬溶于水，加入適量稀H2SO4，轉移到1 L容量瓶中定容。準確量取25.00 mL所配溶液置于250 mL錐形瓶中，用0.005 0 mol·L－1EDTA標準液滴定至終點。重復3次實驗，平均消耗EDTA標準液10.00 mL 。

步驟2：樣品分析。取10.00 mL礦業廢水置于250 mL錐形瓶中，加入一定體積檸檬酸，煮沸；再加入0.005 0 mol·L－1的EDTA標準液20.00 mL，調節溶液pH至4.0，加熱；冷卻后用CuSO4標準液滴定至終點，消耗CuSO4標準液30.00 mL。(已知：Cu2+、Al3+與EDTA反應的化學計量比均為1∶1)

步驟1中，重復3次實驗的目的是____________________________。

② Fe3＋也可與EDTA反應，步驟2中加入的檸檬酸是作為掩蔽劑，消除Fe3+的干擾。若該礦業廢水樣品中含有Fe3+，而上述實驗中未加入檸檬酸，則測定的Al3+含量將________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

③計算該礦業廢水中Al3＋的含量____________(用mg·L－1表示)(寫出計算過程)。

Answer 1

【答案】AlO2-+2HCO3-+Na+===NaAl(OH)2CO3↓+CO32- 減小實驗誤差，提高標定的CuSO4標準液濃度的準確性 偏大 108 mg·L-1

【解析】

(1)礦業廢水中含Al3+，加入過量NaOH得到AlO2-，再加入一定量的NaHCO3溶液得到絲鈉鋁石沉淀；

(2)可由步驟1得出CuSO4標準溶液的濃度，步驟2中用CuSO4標準溶液滴定的EDTA標準液為與Al3+反應后剩下的EDTA標準液，結合Cu2+、Al3+與EDTA反應的化學計量比均為1∶1建立關系式進行計算。

(1)根據題干信息可知，礦業廢水中含Al3+，加入過量NaOH溶液后，Al3+轉化為AlO2-，再加入一定量的NaHCO3溶液得到絲鈉鋁石[NaAl(OH)2CO3]沉淀，反應的離子反應方程式為AlO2-+2HCO3-+Na+===NaAl(OH)2CO3↓+CO32-，故答案為：AlO2-+2HCO3-+Na+===NaAl(OH)2CO3↓+CO32-；

(2)①為避免實驗的偶然誤差，需要進行重復實驗，提高CuSO4標準液濃度的準確性，故答案為：減小實驗誤差，提高標定的CuSO4標準液濃度的準確性；

②若該礦業廢水樣品中含有Fe3+，而上述實驗中未加入檸檬酸，則Fe3+與EDTA反應，使得消耗的EDTA標準液體積偏大，從而使得測定的Al3+含量偏大，故答案為：偏大；

由步驟1，CuSO4標準溶液的濃度，步驟2中用CuSO4標準溶液滴定的EDTA標準液為與Al3+反應后剩下的EDTA標準液，已知消耗CuSO4標準液30.00 mL，且Cu2+與EDTA反應的化學計量比為1∶1，則與Al3+反應后剩下的EDTA標準液的物質的量為，則消耗的EDTA的物質的量，又Al3+與EDTA反應的化學計量比也為1∶1，則，則該廢水中Al3+的含量為，故答案為108mg/L。