Question

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

請回答下列問題：

（1）根據(jù)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(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(jù)實驗①確定存在Na+，根據(jù)實驗②確定有SO42-，根據(jù)實驗③結(jié)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(jù)硫酸鋇沉淀93.2g求出n(SO42-)==0.4mol，根據(jù)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(jù)電荷守恒，陽離子電荷總物質(zhì)的量=0.1+0.2+0.1×3+0.05×2=0.7mol，陰離子電荷總物質(zhì)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(jù)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(dá)到最大量且質(zhì)量不再發(fā)生變化的階段發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為：NH4++OH-=NH3H2O，故答案為：NH4++OH-=NH3H2O；

(3)根據(jù)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(zhì)量=0.1mol×78g/mol+0.05mol×58g/mol=10.7g，故答案為：2：1；10.7g；

(4)根據(jù)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。