Question

【題目】已知：某廢水中可能含有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100 mL，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(wèn)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(yáng)離子是______________________。

（2）寫(xiě)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)的離子反應(yīng)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(guò)實(shí)驗(yàn)確定原廢水中c(Na＋)=0.14 mol·L-1，c(NO3-)=____________ mol·L-1。

Answer 1

【答案】 CO32- Na+、H+、Al3+、NH4+ NH4+ + OH﹣ = NH3·H2O 1:1 0.546 0.36

【解析】焰色反應(yīng)為黃色，說(shuō)明含有鈉離子；加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液產(chǎn)生2.33g白色沉淀是硫酸鋇，物質(zhì)的量是0.01mol，因此含有SO42-離子，且物質(zhì)的量是0.01mol；逐滴加入氫氧化鈉溶液開(kāi)始階段沒(méi)有沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明一定存在氫離子，所以不存在CO32-，該階段消耗氫氧化鈉是0.014mol，所以氫離子是0.014mol，沉淀達(dá)到最大值以后沉淀不變化，說(shuō)明該階段是銨根與氫氧根反應(yīng)，即一定存在銨根，該階段消耗氫氧根是0.042mol－0.035mol＝0.007mol，因此銨根是0.007mol；最后沉淀完全消失，說(shuō)明一定不存在Fe3＋、Mg2＋。生成氫氧化鋁消耗氫氧化鈉是0.035mol－0.014mol＝0.021mol，所以Al3＋是0.007mol。由于陽(yáng)離子所帶正電荷數(shù)大于硫酸根離子所帶負(fù)電荷數(shù)，因此還一定存在硝酸根離子。

（1）根據(jù)以上分析可知廢水中一定不存在的陰離子是CO32-，一定存在的陽(yáng)離子是Na+、H+、Al3+、NH4+。（2）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)的離子反應(yīng)方程式為NH4++OH﹣=NH3·H2O。（3）根據(jù)以上分析可知在原溶液中c(NH4+)與c(Al3＋)的比值為1:1，所得沉淀的最大質(zhì)量是0.007mol×78g/mol＝0.546g。（4）若通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定原廢水中c(Na＋)=0.14 mol·L-1，則根據(jù)電荷守恒可知c(NO3-)=（0.14+0.07+0.07×3+0.14－0.1×2）mol/L＝0.36mol·L-1。