Question

【題目】水是生命之源，它與我們的生活密切相關。

（1）自來水廠常用高鐵酸鉀(K2FeO4)改善水質。簡述高鐵酸鉀用于殺菌消毒同時又起到凈水作用的原理_____________________________________________________________。

（2）電鍍廢水中含有劇毒的NaCN，加入NaClO處理該堿性廢水時生成Na2CO3、NaCl和N2。

①寫出該反應的離子方程式：__________________________________________。

②處理a m3含NaCN bmg·L-1的廢水，至少需要NaC1O的質量為______________g。

（3）某工業廢水中可能含有Na+、Mg2+、A13+、Fe3+、NH4+、CO32-、SO42-、NO3-中的幾種，為確定其成分，設計如下實驗：

a．取該廢水進行焰色反應實驗，火焰為黃色；

b．另取10mL該廢水于試管中，加入足量的Ba(NO3)2溶液和稀硝酸，充分反應后過濾得到4.66g白色沉淀；

c．另取10mL該廢水于試管中，滴加NaOH溶液，產生沉淀的質量隨所加NaOH溶液體積的變化關系如下圖所示(不考慮沉淀的溶解和損失)。

根據上述實驗和圖表數據回答：

①該工業廢水中一定不存在的離子有_________________(寫離子符號)。

②c(NaOH)=_____________________。

③NO3-是否存在?_______(填“存在”、“不存在”或“不確定”)，理由是_____________________________________________________

Answer 1

【答案】 K2FeO4具有強氧化性，能殺菌消毒，生成的Fe3＋水解生成氫氧化鐵膠體，能凝聚水中的懸浮物，達到凈水的目的 5ClO－＋2CN－＋2OH－=5Cl－＋2CO32－＋N2↑＋H2O 3.8ab Mg2＋、Fe3＋、CO32－ 1.0mol·L－1 存在 由題意得，溶液中n(SO42－)=0.02mol，n(Al3＋)=0.01mol，n(NH4＋)=0.01mol，且含有Na＋，根據電荷守恒可知，溶液中一定含有NO3－

【解析】（1）高鐵酸鉀中鐵元素的價態是+6價，K2FeO4具有強氧化性，能殺菌消毒，同時生成的Fe3＋水解生成氫氧化鐵膠體，能凝聚水中的懸浮物，達到凈水的目的。（2）①反應中C、N元素化合價分別從+2價、－3價升高到+4價和0價，氯元素化合價從+1價降低到－1價，因此根據電子得失守恒和原子守恒可知該反應的離子方程式為5ClO－＋2CN－＋2OH－=5Cl－＋2CO32－＋N2↑＋H2O。②根據方程式可知處理am3含NaCNbmg·L-1的廢水，至少需要NaClO的質量為。（3）a．取該廢水進行焰色反應實驗，火焰為黃色，一定含有Na+；b．另取10mL該廢水于試管中，加入足量的Ba(NO3)2溶液和稀硝酸，充分反應后過濾得到4.66g白色沉淀，沉淀一定是硫酸鋇，因此一定存在SO42-，物質的量是4.66g÷233g/mol＝0.02mol；c．根據圖像可知開始即產生沉淀，達到最大值后沉淀不變化，這說明還含有銨根。最后沉淀完全消失，所以沉淀一定是氫氧化鋁，即一定存在鋁離子，不存在鎂離子、鐵離子和碳酸根離子。氫氧化鋁是0.78g，物質的量是0.01mol，消耗氫氧化鈉是0.03mol，沉淀鋁離子消耗氫氧化鈉溶液是30mL，則氫氧化鈉的物質的量濃度是0.03mol÷0.03L＝1.0mol/L；與銨根反應消耗氫氧化鈉溶液是10mL，物質的量是0.01mol，則銨根是0.01mol。①根據以上分析可知該工業廢水中一定不存在的離子有Mg2＋、Fe3＋、CO32－。②c(NaOH)=1.0mol·L－1。③由題意得，溶液中n(SO42－)=0.02mol，n(Al3＋)=0.01mol，n(NH4＋)=0.01mol，且含有Na＋，根據電荷守恒可知，溶液中一定含有NO3－。