Question

9．某工業(yè)廢水中僅含下表離子中的5種（不考慮水的電離及離子的水解），且各種離子的物質(zhì)的量濃度相等，均為0.1mol/L．

陽離子	K+  Cu2+  Fe3+  Al3+  Fe2+
陰離子	Cl-  CO 32-  NO3-  SO42-  SiO32-

甲同學(xué)欲探究廢水的組成，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
Ⅰ．用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，無紫色火焰（透過藍(lán)色鈷玻璃觀察）．
Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液無明顯變化．
Ⅲ．另取溶液加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，此時(shí)溶液
依然澄清，且溶液中陰離子種類與原溶液中種類相同．
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成．
請(qǐng)推斷：
（1）僅由Ⅰ、Ⅱ判斷，溶液中一定不含有的陽離子是K⁺、Fe³⁺（寫離子符號(hào)）．
（2）Ⅲ中加入少量鹽酸生成無色氣體的離子方程式是3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO+2H₂O．
（3）將Ⅲ中所得紅棕色氣體通入水中，氣體變無色，所發(fā)生的化學(xué)方程式為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO
（4）甲同學(xué)最終確定原溶液中所含陽離子是Fe²⁺、Cu²⁺，陰離子是Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-．（寫離子符號(hào)）
（5）工業(yè)廢水中常含有不同類型的污染物，可采用不同的方法處理．以下是乙同學(xué)針對(duì)含不同污染物的廢水提出的處理措施和方法，其中正確的是D．

選項(xiàng)	污染物	處理措施	方法類別
A	廢酸	加生石灰中和	物理法
B	Cu2+等重金屬離子	加硫酸鹽沉降	化學(xué)法
C	含復(fù)雜有機(jī)物的廢水	通過微生物代謝	物理法
D	堿性的廢水	用CO2來中和	化學(xué)法

Answer 1

分析 Ⅰ．用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，無紫色火焰（透過藍(lán)色鈷玻璃觀察），說明沒有K⁺．
Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液無明顯變化，說明沒有Fe²⁺．
Ⅲ．另取溶液加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，此時(shí)溶液依然澄清，且溶液中陰離子種類不變，說明 Fe²⁺與NO₃^-和H⁺反應(yīng)生成NO，即溶液中有Fe²⁺、NO₃^-，加鹽酸溶液中陰離子種類不變，說明原溶液中有Cl^-，加鹽酸溶液依然澄清加鹽酸說明沒有SiO₃^2-；
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，說明有SO₄^2-，以此解答該題．

解答 解：（1）由以上分析可知，由Ⅰ、Ⅱ判斷，溶液中一定不含有的陽離子是K⁺、Fe³⁺，
故答案為：K⁺、Fe³⁺；
（2））Ⅲ中加入少量鹽酸生成無色氣體，是Fe²⁺與NO₃^-和H⁺反應(yīng)生成NO，其離子方程式：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO+2H₂O；
故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO+2H₂O；
（3）將Ⅲ中所得紅棕色氣體為二氧化氮，通入水中，與水反應(yīng)生成NO，氣體變無色，所發(fā)生的化學(xué)方程式為3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，
故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（4）由以上推斷可知溶液中陰離子為 Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-，且各為0.1mol/L；已經(jīng)推斷出的陽離子是Fe²⁺，其濃度為0.1mol/L，由電荷守恒可知溶液中還有一種+2價(jià)陽離子，所以還有Cu²⁺，所以甲同學(xué)最終確定原溶液中所含陽離子是：Fe²⁺、Cu²⁺；陰離子是：Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-；
故答案為：Fe²⁺、Cu²⁺；Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-；
（5）污染治理要求能除掉有毒的物質(zhì)，新生成的物質(zhì)對(duì)環(huán)境無污染，物理法與化學(xué)法的區(qū)別是否有新物質(zhì)生成．
A．酸和堿的中和反應(yīng)為化學(xué)反應(yīng)，為化學(xué)法，故A錯(cuò)誤； 
B．硫酸銅可溶，所以不能沉淀除去，故B錯(cuò)誤；
C．含苯廢水中的苯通過微生物代謝，這是化學(xué)方法，故C錯(cuò)誤；
D．堿性的廢水與二氧化碳反應(yīng)生成的碳酸鹽和水，無污染，故D正確；
故答案為：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無機(jī)物的推斷，側(cè)重考查離子共存與推斷等，為高頻考點(diǎn)，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，關(guān)鍵是明確常見離子檢驗(yàn)與離子間發(fā)生的反應(yīng)，題目難度中等．