Question

【題目】綜合處理“工業(yè)三廢”，有利于保護環(huán)境，節(jié)約資源．

（1）為處理某工廠的工業(yè)廢氣（主要含N2、SO2、NO、CO，不考慮其他成分），設計了如圖1流程：
已知：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O；
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O．
①廢渣的成分為（填化學式）．
②通入空氣不能過量，原因是 ．
③吸收劑所吸收的氣體主要是
④處理含NH4+廢水時，發(fā)生反應的離子方程式為
（2）某無色工業(yè)廢水中可能含有NH4+、Na+、Al3+、Cu2+、Cl﹣、SO42﹣、CO32﹣等離子中的幾種離子．為確定其成分，設計如下實驗：
a．取10mL該廢水于試管中，加入足量的Ba（NO3）2溶液和稀硝酸，充分反應后過濾得到0.04mol白色沉淀，向濾液中加入AgNO3溶液無沉淀產(chǎn)生．
b．另取10mL該廢水于試管中，滴加NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，當沉淀增加到一定量后開始產(chǎn)生氣體，最后沉淀完全溶解．沉淀和氣體的物質(zhì)的量隨加入NaOH溶液體積的變化關(guān)系如圖2所示．（不考慮沉淀、氣體的溶解和損失）
根據(jù)上述實驗和圖表數(shù)據(jù)：
①該廢水中一定含有的離子有（填離子符號）．
②實驗室配制100mL所需濃度的NaOH溶液時，用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、量筒外，還需要（填儀器名稱）．
③圖中a= ．

Answer 1

【答案】
（1）Ca（OH）2、CaSO3；空氣過量，部分氮元素轉(zhuǎn)化為NaNO3 ， NaNO2產(chǎn)量降低；CO；NH4++NO2﹣=N2↑+2H2O
（2）K+、NH4+、Al3+、SO42﹣；100mL容量瓶、膠頭滴管；60
【解析】解：（1）工業(yè)廢氣中SO2可被石灰水吸收，生成廢渣為CaSO3 ， 氣體a是不能被過量石灰水吸收的N2、NO、CO，氣體a通入空氣，用氫氧化鈉溶液處理后到的NaNO2 ， 通入空氣但不能過量，否則得到硝酸鈉，NaNO2與含有NH4+的溶液反應生成無污染氣體，應生成氮氣，則氣體b含有CO、N2 ， 捕獲劑所捕獲的氣體主要是CO，①工業(yè)廢氣中SO2可被石灰水吸收，生成CaSO3 ， 因氫氧化鈣過量，則廢渣的成分為主要含有Ca（OH）2、CaSO3 ， 所以答案是：Ca（OH）2、CaSO3；②由分析可知，氣體1是不能被過量石灰水吸收的N2、NO、CO，氣體a通入空氣，用氫氧化鈉溶液處理后到的NaNO2 ， 通入的空氣不能過量，過量的空氣中的氧氣具有氧化性，得到硝酸鈉，
所以答案是：空氣過量，部分氮元素轉(zhuǎn)化為NaNO3 ， NaNO2產(chǎn)量降低；③氣體b含有CO、N2 ， 經(jīng)捕獲劑得到氮氣和CO，所捕獲的氣體主要是CO，防止污染空氣，所以答案是：CO；④NaNO2與含有NH4+的溶液反應生成無污染氣體，應生成氮氣，發(fā)生氧化還原反應，離子方程式為：NH4++NO2﹣=N2↑+2H2O，
所以答案是：NH4++NO2﹣=N2↑+2H2O；（2）a．取10mL該溶液于試管中滴加Ba（NO3）2溶液，加稀硝酸酸化后過濾得到0.03mol白色沉淀，根據(jù)SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓知溶液中含有SO42﹣為0.04mol；向濾液中加入AgNO3溶液未見沉淀產(chǎn)生，則溶液中沒有Cl﹣；
b．另取10mL該溶液于試管中，滴加NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，則說明溶液中含有Al3+ ， Al3++3OH﹣=Al（OH）3↓，結(jié)合圖象中沉淀的變化關(guān)系，知溶液中含有Al3+為0.015mol需OH﹣為0.045mol，氫氧化鈉溶液體積=30ml，濃度c= =1.5mol/L，當沉淀增加到一定量后開始產(chǎn)生氣體，根據(jù)NH4++OH﹣=NH3↑+H2O結(jié)合圖象，知溶液中含有NH4+為0.03mol需OH﹣為0.03mol；最后沉淀完全溶解是由于氫氧化鋁與NaOH繼續(xù)反應，反應的離子方程式為Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O，結(jié)合圖象中沉淀的變化關(guān)系，需OH﹣為0.015mol；實驗中使用的NaOH溶液的總物質(zhì)的量為：0.045mol+0.03mol+0.015mol=0.09mol，結(jié)合圖象中沉淀的變化關(guān)系知此時氫氧化鈉溶液的體積= =0.06L=60mL，①依據(jù)上述分析可知，該廢水中一定含有的離子有：NH4+、Al3+、SO42﹣ ， 一定不含碳酸根離子，結(jié)合電荷守恒：陽離子所帶電荷總數(shù)為：3n（Al3+）+n（NH4+）=3×0.015mol+0.03mol=0.06mol，陰離子所帶電荷總數(shù)=2n（SO42﹣）=2×0.04mol=0.08mol，則一定含有Na+物質(zhì)的量為0.02mol，
所以答案是：Na+、NH4+、Al3+、SO42﹣；
所以答案是：K+、NH4+、Al3+、SO42﹣；②配制步驟有計算、稱量、溶解、移液、洗滌、定容、搖勻等操作，一般天平稱取氫氧化鈉，把氫氧化鈉倒入燒杯進行溶解，冷卻后轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，當加水至液面距離刻度線1～2cm時，改用膠頭滴管滴加，配成100mL溶液，所以需要的儀器有玻璃棒、天平、藥匙、燒杯、膠頭滴管、100mL容量瓶，所以還需要玻璃棒、膠頭滴管、100mL容量瓶，
所以答案是：100mL容量瓶、膠頭滴管；③實驗中使用的NaOH溶液的總物質(zhì)的量為：0.045mol+0.03mol+0.015mol=0.09mol，結(jié)合圖象中沉淀的變化關(guān)系知此時氫氧化鈉溶液的體積a= =0.06L=60mL，
所以答案是：60．