Question

【題目】2019年3月21日是第二十七屆“世界水日”，保護(hù)水資源，合理利用廢水節(jié)省水資源，加強(qiáng)廢水的回收利用已被越來(lái)越多的人所關(guān)注。已知：某無(wú)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100mL，進(jìn)行了三組實(shí)驗(yàn)，其操作和有關(guān)圖像如下所示：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)焰色反應(yīng)是_________ (填“物理”或“化學(xué)”)變化；實(shí)驗(yàn)②中產(chǎn)白色沉淀是_________ (填化學(xué)式)。

(2)原溶液中一定存在的離子有________________，可能存在的離子有________________，一定不存在的離子有________________ (寫(xiě)化學(xué)式)。

(3)分析圖像，在原溶液中c(NH4+)與c(Al3＋)的比值為________________

(4)若通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定原廢水中c(Na＋)=0.14 mol·L1，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·L1。(若不存在或不確定則此空不填)

Answer 1

【答案】物理 BaSO4 Na＋、SO42-、H+、Al3+、NH4+ NO3- Fe3＋、Mg2＋、CO32- 1:1 存在 0.36

【解析】

根據(jù)溶液顏色及焰色反應(yīng)等實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析溶液中離子存在情況；根據(jù)圖像中沉淀的變化及消耗的氫氧化鈉的物質(zhì)的量分析計(jì)算溶液中存在的離子及其物質(zhì)的量；根據(jù)溶液的電中性分析判斷溶液中可能存在的離子，并計(jì)算其物質(zhì)的量。

(1)焰色反應(yīng)是物理變化；實(shí)驗(yàn)②中加入BaCl2和鹽酸，產(chǎn)白色沉淀是不溶液鹽酸的BaSO4，故答案為：物理；BaSO4；

(2)Fe3＋呈黃色，則肯定不存在，實(shí)驗(yàn)①中焰色反應(yīng)為黃色，則確定存在Na+；實(shí)驗(yàn)②中加入BaCl2和鹽酸，產(chǎn)白色沉淀是不溶液鹽酸的BaSO4，確定存在SO42-，根據(jù)實(shí)驗(yàn)③中沉淀的變化，可以分析知發(fā)生的反應(yīng)依次為：H++OH-=H2O、Al3++3OH-=Al(OH)3↓、NH4++OH-=NH4H2O、Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O則確定有H+、Al3+、NH4+，沉淀完全溶解，則沒(méi)有Mg2+，因?yàn)?/span>CO32-與Al3+不能共存，所以無(wú)CO32-；所以原溶液中一定存在的離子有Na＋、SO42-、H+、Al3+、NH4+；一定不存在的離子有Fe3＋、Mg2＋、CO32-；可能存在的離子是NO3-，故答案為：Na＋、SO42-、H+、Al3+、NH4+；NO3-；Fe3＋、Mg2＋、CO32-；

(3)根據(jù)圖像中沉淀不變的部分及NH4++OH-=NH4H2O分析知：n(NH4+)=n(OH-)=0.042mol-0.035mol=0.007mol；根據(jù)圖像中生成沉淀部分及Al3++3OH-=Al(OH)3↓分析知：c(Al3＋)=1/3n(OH-)=1/3×(0.042mol-0.035mol)×3=0.007mol，則原溶液中c(NH4+)與c(Al3＋)的比值等于物質(zhì)的量之比：0.007mol:0.007mol=1:1，故答案為：1:1；

(4)根據(jù)硫酸鋇沉淀2.33g，n（SO42-）=，根據(jù)電荷守恒，陰離子電荷總物質(zhì)的量為0.01mol×2=0.02mol，陽(yáng)離子電荷總物質(zhì)的量為n（H+）+n（Al3+）+n（NH4+）+n（Na+）=0.014mol+0.007×3mol+0.007mol+0.14mol/L×0.1L=0.056mol，則原廢水中存在NO3-，c（NO3-）==0.36mol/L；故答案為：存在；0.36。