Question

6．某废水中可能含有下列离子：Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、Cl^-、CO₃^2-、NO₃^-、SO₄^2-、SiO₃^2-，现进行如下实验探究：
Ⅰ．取少量溶液，加入KSCN溶液，无明显变化．
Ⅱ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色
Ⅲ．向Ⅱ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成
Ⅳ．向Ⅱ所得的溶液中加入过量浓氨水，仅有红褐色沉淀生成，过滤，在所得溶液中加入盐酸至酸性时，再加入氢氧化钠溶液，有蓝色沉淀生成．
请回答下列问题：
（1）该废水一定含有的离子是Fe²⁺、Cu²⁺、NO₃^-、SO₄^2-，可能含有的离子是Cl^-；
（2）实验Ⅱ中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（3）过滤除去Ⅳ中的蓝色沉淀，调整滤液的pH为10.7左右时，加入铝粉，产生氨气和氮气的体积比为1：4，其离子方程式为：Al+NO₃^-+OH^-→AlO₂^-+NH₃+N₂+H₂O（未配平），还原产物是NH₃和NO；
（4）工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理，下列处理措施和方法中正确的是AD．

选项	污染物	处理措施	方法类别
A	碱性的废水	用CO2中和	化学法
B	Cu2+等重金属离子	加硫酸盐沉降	化学法
C	含复杂有机物的废水	通过微生物代谢	物理法
D	废酸	加生石灰中和	化学法

Answer 1

分析 I．取少量溶液，加入KSCN溶液时无明显变化，证明溶液中不含铁离子：
Ⅱ．另取溶液加入盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，说明是一氧化氮氧化为二氧化氮，证明原溶液中一定含有NO₃^-和Fe²⁺；则不能有CO₃^2-、SiO₃^2-；
Ⅲ．向Ⅱ中所得溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，证明溶液中有SO₄^2-；
Ⅳ．向Ⅱ中所得溶液中加入过量浓氨水，生成氢氧化铁红褐色沉淀，溶液中没有Al³⁺，过滤，在所得溶液中加入盐酸至酸性时，再加入氢氧化钠溶液，有蓝色沉淀生成，积生成氢氧化铜沉淀，则溶液中含有Cu²⁺；
据此分析；
（4）污染治理要求能除掉有毒的物质，新生成的物质对环境无污染，物理法与化学法的区别是否有新物质生成．

解答 解：I．取少量溶液，加入KSCN溶液时无明显变化，证明溶液中不含铁离子：
Ⅱ．另取溶液加入盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，说明是一氧化氮氧化为二氧化氮，证明原溶液中一定含有NO₃^-和Fe²⁺；则不能有CO₃^2-、SiO₃^2-；
Ⅲ．向Ⅱ中所得溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，证明溶液中有SO₄^2-；
Ⅳ．向Ⅱ中所得溶液中加入过量浓氨水，生成氢氧化铁红褐色沉淀，溶液中没有Al³⁺，过滤，在所得溶液中加入盐酸至酸性时，再加入氢氧化钠溶液，有蓝色沉淀生成，则生成氢氧化铜沉淀，则溶液中含有Cu²⁺；
（1）综上可知，该废水一定含有的离子是Fe²⁺、Cu²⁺、NO₃^-、SO₄^2-，可能含有的离子是Cl^-，故答案为：Fe²⁺、Cu²⁺、NO₃^-、SO₄^2-；Cl^-；
（2）取溶液加入盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，说明是一氧化氮氧化为二氧化氮，则硝酸与亚铁离子反应生成NO和三价铁离子、水，其离子方程式为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
故答案为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（3）氧化还原反应中，氧化剂被还原得到的产物为还原产物，反应Al+NO₃^-+OH^-→AlO₂^-+NH₃+N₂+H₂O中NO₃^-的氮元素化合价降低，得到还原产物NH₃和NO，故答案为：NH₃和NO；
（4）污染治理要求能除掉有毒的物质，新生成的物质对环境无污染，物理法与化学法的区别是否有新物质生成．
A．碱性的废水与二氧化碳反应生成的碳酸盐和水，无污染，故A正确；
B．硫酸铜可溶，所以不能沉淀除去，应选择硫化物，生成硫化铜沉淀，故B错误；
C．含苯废水中的苯通过微生物代谢，这是化学方法，故C错误；
D．酸和碱的中和反应为化学反应，为化学法，氧化钙的水溶液显碱性，故D正确； 
故选AD．

点评 本题考查物质的检验、鉴别以及方程式的有关计算，题目难度中等，解答本题注意把握有关反应的化学方程式的书写．注意物理法与化学法的区别是否有新物质生成是解题的关键．