Question

【题目】2017年3月21日是第二十五届“世界水日”，保护水资源，合理利用废水节省水资源，加强废水的回收利用已被越来越多的人所关注。已知：某无色废水中可能含有H＋、NH4+、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Na＋、NO3-、CO32-、SO42-中的几种，为分析其成分，分别取废水样品1L，进行了三组实验，其操作和有关图像如下所示：

请回答下列问题：

（1）根据上述3组实验可以分析废水中一定不存在的阴离子是__________，一定存在的阳离子是______________________。

（2）写出实验③图像中沉淀达到最大量且质量不再发生变化阶段发生反应的离子反应方程式：_____________________________________________。

（3）分析图像，在原溶液中c(NH4+)与c(Al3＋)的比值为___________，所得沉淀的最大质量是_________g。

（4）若通过实验确定原废水中c(Na＋)=0.18 mol·L-1,试判断原废水中NO3-是否存在？__________（填“存在”“不存在”或“不确定”）。若存在，c(NO3-)=____________ mol·L-1。（若不存在或不确定则此空不填）

Answer 1

【答案】 CO32- Na+、H+、Al3+、 Mg2＋、NH4+ NH4+ + OH﹣ = NH3·H2O 2：1 10.7g 存在 0.08

【解析】无色废水中没有Fe3+；根据实验①确定存在Na+，根据实验②确定有SO42-，根据实验③结合图像可知，溶液中有H+、NH4+、Al3+、Mg2+，因为CO32-与Al3+不能共存，所以无CO32-；

根据硫酸钡沉淀93.2g求出n(SO42-)==0.4mol，根据图像，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氢氧化铝消耗0.3molNaOH，则生成氢氧化镁消耗的氢氧化钠为0.5mol-0.1mol-0.3mol=0.1mol，即含有镁离子0.05mol；根据电荷守恒，阳离子电荷总物质的量=0.1+0.2+0.1×3+0.05×2=0.7mol，阴离子电荷总物质的量=0.4×2=0.8mol，可能含有硝酸根离子，则钠离子至少0.1mol。

(1)根据上述分析，废水中一定不存在的阴离子是CO32-，一定存在的阳离子是Na+、H+、Al3+、 Mg2＋、NH4+，故答案为：CO32-；Na+、H+、Al3+、 Mg2＋、NH4+；

(2)实验③图像中沉淀达到最大量且质量不再发生变化的阶段发生反应的离子反应方程式为：NH4++OH-=NH3H2O，故答案为：NH4++OH-=NH3H2O；

(3)根据上述分析，在原溶液中===，沉淀的最多时含有0.1mol氢氧化铝和0.05mol氢氧化镁，质量=0.1mol×78g/mol+0.05mol×58g/mol=10.7g，故答案为：2：1；10.7g；

(4)根据上述分析，若通过实验确定原废水中c(Na＋)=0.18 mol·L-1，即含有钠离子0.18mol，则含有NO3-0.08mol，c(NO3-)==0.08mol·L-1，故答案为：存在；0.08。