Question

【题目】水是生命之源，它与我们的生活密切相关。

（1）自来水厂常用高铁酸钾(K2FeO4)改善水质。简述高铁酸钾用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理_____________________________________________________________。

（2）电镀废水中含有剧毒的NaCN，加入NaClO处理该碱性废水时生成Na2CO3、NaCl和N2。

①写出该反应的离子方程式：__________________________________________。

②处理a m3含NaCN bmg·L-1的废水，至少需要NaC1O的质量为______________g。

（3）某工业废水中可能含有Na+、Mg2+、A13+、Fe3+、NH4+、CO32-、SO42-、NO3-中的几种，为确定其成分，设计如下实验：

a．取该废水进行焰色反应实验，火焰为黄色；

b．另取10mL该废水于试管中，加入足量的Ba(NO3)2溶液和稀硝酸，充分反应后过滤得到4.66g白色沉淀；

c．另取10mL该废水于试管中，滴加NaOH溶液，产生沉淀的质量随所加NaOH溶液体积的变化关系如下图所示(不考虑沉淀的溶解和损失)。

根据上述实验和图表数据回答：

①该工业废水中一定不存在的离子有_________________(写离子符号)。

②c(NaOH)=_____________________。

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

Answer 1

【答案】 K2FeO4具有强氧化性，能杀菌消毒，生成的Fe3＋水解生成氢氧化铁胶体，能凝聚水中的悬浮物，达到净水的目的 5ClO－＋2CN－＋2OH－=5Cl－＋2CO32－＋N2↑＋H2O 3.8ab Mg2＋、Fe3＋、CO32－ 1.0mol·L－1 存在 由题意得，溶液中n(SO42－)=0.02mol，n(Al3＋)=0.01mol，n(NH4＋)=0.01mol，且含有Na＋，根据电荷守恒可知，溶液中一定含有NO3－

【解析】（1）高铁酸钾中铁元素的价态是+6价，K2FeO4具有强氧化性，能杀菌消毒，同时生成的Fe3＋水解生成氢氧化铁胶体，能凝聚水中的悬浮物，达到净水的目的。（2）①反应中C、N元素化合价分别从+2价、－3价升高到+4价和0价，氯元素化合价从+1价降低到－1价，因此根据电子得失守恒和原子守恒可知该反应的离子方程式为5ClO－＋2CN－＋2OH－=5Cl－＋2CO32－＋N2↑＋H2O。②根据方程式可知处理am3含NaCNbmg·L-1的废水，至少需要NaClO的质量为。（3）a．取该废水进行焰色反应实验，火焰为黄色，一定含有Na+；b．另取10mL该废水于试管中，加入足量的Ba(NO3)2溶液和稀硝酸，充分反应后过滤得到4.66g白色沉淀，沉淀一定是硫酸钡，因此一定存在SO42-，物质的量是4.66g÷233g/mol＝0.02mol；c．根据图像可知开始即产生沉淀，达到最大值后沉淀不变化，这说明还含有铵根。最后沉淀完全消失，所以沉淀一定是氢氧化铝，即一定存在铝离子，不存在镁离子、铁离子和碳酸根离子。氢氧化铝是0.78g，物质的量是0.01mol，消耗氢氧化钠是0.03mol，沉淀铝离子消耗氢氧化钠溶液是30mL，则氢氧化钠的物质的量浓度是0.03mol÷0.03L＝1.0mol/L；与铵根反应消耗氢氧化钠溶液是10mL，物质的量是0.01mol，则铵根是0.01mol。①根据以上分析可知该工业废水中一定不存在的离子有Mg2＋、Fe3＋、CO32－。②c(NaOH)=1.0mol·L－1。③由题意得，溶液中n(SO42－)=0.02mol，n(Al3＋)=0.01mol，n(NH4＋)=0.01mol，且含有Na＋，根据电荷守恒可知，溶液中一定含有NO3－。