Question

【題目】2017年3月21日是第二十五屆“世界水日”，保護水資源，合理利用廢水節省水資源，加強廢水的回收利用已被越來越多的人所關注。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1L，進行了三組實驗，其操作和有關圖像如下所示：

請回答下列問題：

（1）根據上述3組實驗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）寫出實驗③圖像中沉淀達到最大量且質量不再發生變化階段發生反應的離子反應方程式：_____________________________________________。

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

（4）若通過實驗確定原廢水中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 10.7g 存在 0.08

【解析】無色廢水中沒有Fe3+；根據實驗①確定存在Na+，根據實驗②確定有SO42-，根據實驗③結合圖像可知，溶液中有H+、NH4+、Al3+、Mg2+，因為CO32-與Al3+不能共存，所以無CO32-；

根據硫酸鋇沉淀93.2g求出n(SO42-)==0.4mol，根據圖像，求出n(Al3+)=n[Al(OH)3]=0.8mol-0.7mol=0.1mol，n(NH4+)=0.7mol-0.5mol=0.2mol和n(H+)=0.1mol，生成,0.1mol氫氧化鋁消耗0.3molNaOH，則生成氫氧化鎂消耗的氫氧化鈉為0.5mol-0.1mol-0.3mol=0.1mol，即含有鎂離子0.05mol；根據電荷守恒，陽離子電荷總物質的量=0.1+0.2+0.1×3+0.05×2=0.7mol，陰離子電荷總物質的量=0.4×2=0.8mol，可能含有硝酸根離子，則鈉離子至少0.1mol。

(1)根據上述分析，廢水中一定不存在的陰離子是CO32-，一定存在的陽離子是Na+、H+、Al3+、 Mg2＋、NH4+，故答案為：CO32-；Na+、H+、Al3+、 Mg2＋、NH4+；

(2)實驗③圖像中沉淀達到最大量且質量不再發生變化的階段發生反應的離子反應方程式為：NH4++OH-=NH3H2O，故答案為：NH4++OH-=NH3H2O；

(3)根據上述分析，在原溶液中===，沉淀的最多時含有0.1mol氫氧化鋁和0.05mol氫氧化鎂，質量=0.1mol×78g/mol+0.05mol×58g/mol=10.7g，故答案為：2：1；10.7g；

(4)根據上述分析，若通過實驗確定原廢水中c(Na＋)=0.18 mol·L-1，即含有鈉離子0.18mol，則含有NO3-0.08mol，c(NO3-)==0.08mol·L-1，故答案為：存在；0.08。