Question

【題目】2019年3月21日是第二十七屆“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100，進行了三組實驗，其操作和有關圖像如下圖所示，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）分析圖像，在原溶液中c（NH4+）與c（Al3+）的比值為_______

（3） 若通過實驗確定原廢水中c（Na+）=0.14mol/L，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。（若不存在或不確定則此空不填）。

Answer 1

【答案】CO32- Na+、H+、Al3+、NH4+ 1：1 存在 0.36

【解析】

由無色廢水可知溶液中無Fe3+，根據實驗①可知溶液中含有Na+，根據實驗②可知溶液中含有SO42-，根據實驗③可知溶液中含有H+和Al3+，溶液中一定不含Fe3+、Mg2+，因為CO32-與Al3+不能共存，溶液中無CO32-，則溶液中存在的離子為Na+、Al3+、NH4+、H+、SO42-，一定不存在的離子有Fe3+、Mg2+、CO32-。

（1）由無色廢水可知溶液中無Fe3+，根據實驗①可知溶液中含有Na+，根據實驗②可知溶液中含有SO42-，根據實驗③可知溶液中含有H+和Al3+，溶液中一定不含Fe3+、Mg2+，因為CO32-與Al3+不能共存，溶液中無CO32-，則溶液中存在的離子為Na+、Al3+、NH4+、H+、SO42-，一定不存在的離子有Fe3+、Mg2+、CO32-，故答案為：CO32-；Na+、H+、Al3+、NH4+；

（2）已知硫酸鋇沉淀為2.33g，則n（SO42-）為0.01mol，根據圖象可知與Al（OH）3的OH-為的物質的量0.007mol，由方程式Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O可知將鋁離子沉淀需要氫氧化鈉0.021mol，所以溶液中H+消耗氫氧化鈉0.014mol，氫離子的物質的量是0.014mol，由方程式NH4++OH-=NH3H2O可知消耗氫氧化鈉0.007mol，所以銨根離子的物質的量是0.007mol，則原溶液中c（NH4+）與c（Al3+）的比值為1：1，故答案為：1:1；

（3）由題意可知，鋁離子為0.007mol、氫離子為0.014mol、銨根離子為0.007mol，硫酸根的物質的量為0.01mol，由電荷守恒可知，溶液中必然有硝酸根離子，硝酸根物質的量為（0.007mol×3+0.014mol+0.007mol）—0.01mol×2=0.036mol，則c（NO3-）=0.36mol/L，故答案為：0.36。