Question

16．（1）自然界Cr主要以+3價(jià)和+6價(jià)存在．+6價(jià)的Cr能引起細(xì)胞的突變，可以用亞硫酸鈉將其還原為+3價(jià)的鉻．完成并配平下列離子方程式：
1Cr₂O₇^2-+3SO₃^2-+8□=2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O
（2）為測定NiSO₄•xH₂O晶體中x的值，稱取26.3g晶體加熱至完全失去結(jié)晶水，剩余固體15.5g，列式計(jì)算x的值等于6．
（3）某無色廢水中可能含有H⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Na⁺、NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-中的幾種，為分析其成分，分別取廢水樣品100mL，進(jìn)行了三組實(shí)驗(yàn)，其操作和有關(guān)圖象如圖所示：

請回答下列問題：
①實(shí)驗(yàn)中需配制1.0mol/L的NaOH溶液100mL，所需儀器除了玻璃棒、托盤天平、量筒、藥匙、燒杯、膠頭滴管，還缺少的儀器為100mL容量瓶
②實(shí)驗(yàn)③中沉淀量由A→B過程中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O
③根據(jù)上述3組實(shí)驗(yàn)可以分析廢水中一定不存在的離子有：Fe³⁺、Mg²⁺、CO₃^2-．
④分析圖象，在原溶液中c（NH₄⁺）與c（Al³⁺）的比值為1：1試確定NO₃^-是否存在？不確定（填“存在”、“不存在”或“不確定”），若存在，試計(jì)算c（NO₃^-）=．（若不存在，此問不必作答）．

Answer 1

分析 （1）分析反應(yīng)中各元素化合價(jià)變化，依據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒規(guī)律結(jié)合原子個(gè)數(shù)守恒書寫方程式；
（2）26.3g晶體加熱至完全失去結(jié)晶水，剩余固體15.5g，失去水的質(zhì)量=26.3g-15.5g=10.8g，NiSO₄的質(zhì)量為15.5g，計(jì)算物質(zhì)的量得到1：x=$\frac{15.5g}{155g/mol}$：$\frac{10.8g}{18g/mol}$，計(jì)算得到x；
（3）依據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的步驟選擇需要的儀器；
無色廢水確定無Fe³⁺，根據(jù)實(shí)驗(yàn)①確定有Na⁺，根據(jù)實(shí)驗(yàn)②確定有SO₄^2-，根據(jù)實(shí)驗(yàn)③確定有Al³⁺，一定不含F(xiàn)e³⁺、Mg²⁺，因?yàn)镃O₃^2-與Al³⁺不能共存，所以無CO₃^2-；故溶液中存在的離子為：Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、SO₄^2-，根據(jù)硫酸鋇沉淀求出n（SO₄^2-），根據(jù)圖象求出n（Al³⁺）和n（H⁺），再根據(jù)電荷守恒確定有沒有NO₃^-．

解答 解：（1）反應(yīng)中鉻元素化合價(jià)從+6價(jià)降為+3價(jià)，硫元素從+4價(jià)升高到+6價(jià)，依據(jù)得失電子守恒、原子個(gè)數(shù)守恒，反應(yīng)方程式：Cr₂O₇^2-+3SO₃^2-+8H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O；
故答案為：1，3，8H+，2，3，4；
（2）26.3g晶體加熱至完全失去結(jié)晶水，剩余固體15.5g，失去水的質(zhì)量=26.3g-15.5g=10.8g，NiSO₄的質(zhì)量為15.5g，計(jì)算物質(zhì)的量得到1：x=$\frac{15.5g}{155g/mol}$：$\frac{10.8g}{18g/mol}$，計(jì)算得到x=6；
故答案為：6；
（3）①配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的步驟：計(jì)算、稱量、溶解、移液、洗滌、定容、搖勻等，用到的儀器：玻璃棒、托盤天平、量筒、藥匙、燒杯、膠頭滴管、100容量瓶；
故答案為：100mL容量瓶；
②氫氧化鋁能溶于氫氧化鈉中，即Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
③無色廢水確定無Fe³⁺，根據(jù)實(shí)驗(yàn)①確定有Na⁺，根據(jù)實(shí)驗(yàn)②確定有SO₄^2-，根據(jù)實(shí)驗(yàn)③確定有Al³⁺，一定不含F(xiàn)e³⁺、Mg²⁺，因?yàn)镃O₃^2-與Al³⁺不能共存，所以無CO₃^2-；故溶液中存在的離子為：Na⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、SO₄^2-，廢水中一定不存在的離子有Fe³⁺、Mg²⁺、CO₃^2-，
故答案為：Fe³⁺、Mg²⁺、CO₃^2-；
已知硫酸鋇沉淀為2.33g，則n（SO₄^2-）=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，
 根據(jù)圖象可知與Al（OH）₃的OH^-為：n（OH^-）=0.007mol，
  Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O         
  n（Al³⁺）    0.007mol         
所以n（Al³⁺）=0.007mol，將鋁離子沉淀需要?dú)溲趸�鈉0.021mol，所以溶液中H⁺消耗氫氧化鈉0.014mol，氫離子的物質(zhì)的量是0.014mol，
NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，消耗氫氧化鈉0.007mol，所以銨根離子的物質(zhì)的量是0.007mol，原溶液中c（NH₄⁺）與c（Al³⁺）的比值為1：1，
由于鈉離子的量無法確定，所以根據(jù)電荷守恒，無法確定是否存在硝酸根離子，
故答案為：1：1；不確定．

點(diǎn)評 本題為綜合題，考查了氧化還原方程式書寫、離子反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算及判斷、一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制，明確氧化還原反應(yīng)得失電子守恒規(guī)律，熟悉常見離子的性質(zhì)及反應(yīng)，準(zhǔn)確把握圖象含義是解題關(guān)鍵，題目難度中等．