Question

某無色廢水中可能含有Fe³⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Na⁺、NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-離子中的幾種，為分析其成分，分別取廢水樣品100mL，進行了三組實驗，其操作（圖1）和有關現(xiàn)象如圖2所示：

請根據(jù)上圖回答下列問題：
①實驗中需配制1.0mol/L的NaOH溶液100mL，所需儀器除了玻璃棒、托盤天平、量筒、藥匙、燒杯、膠頭滴管，還缺少的儀器為

 

．
②實驗③中沉淀量由A→B過程中所發(fā)生反應的離子方程式為

 

．
③試確定NO₃^-是否存在？

 

（填“存在”、“不存在”、“不確定”），若存在，試計算c（NO₃^-）=

 

 （若不存在，此問不必作答）

Answer 1

考點：常見離子的檢驗方法,離子方程式的書寫,配制一定物質的量濃度的溶液

專題：離子反應專題

分析：①配制1.0mol/L的NaOH溶液100mL，根據(jù)實驗步驟所需儀器：玻璃棒、托盤天平、量筒、藥匙、燒杯、膠頭滴管、100mL容量瓶；
②實驗③中A→B過程是Al（OH）₃與OH^-發(fā)生反應；
③無色廢水確定無Fe³⁺，根據(jù)實驗①確定無Na⁺，根據(jù)實驗②確定有SO₄^2-，根據(jù)實驗③確定有Al³⁺和Mg²⁺，因為CO₃^2-與Al³⁺不能共存，所以無CO₃^2-；故溶液中存在的離子為：Al³⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，根據(jù)硫酸鋇沉淀求出n（SO₄^2-），根據(jù)圖象求出n（Al³⁺）和n（Mg²⁺），再根據(jù)電荷守恒確定有沒有NO₃^-．

解答： 解：①配制1.0mol/L的NaOH溶液100mL，根據(jù)實驗步驟所需儀器：玻璃棒、托盤天平、量筒、藥匙、燒杯、膠頭滴管、100mL容量瓶，
故答案為：100mL容量瓶；
②實驗③中A→B過程是Al（OH）₃與OH^-發(fā)生反應，其方程式為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
③無色廢水確定無Fe³⁺，根據(jù)實驗①確定無Na⁺，根據(jù)實驗②確定有SO₄^2-，根據(jù)實驗③確定有Al³⁺和Mg²⁺，因為CO₃^2-與Al³⁺不能共存，所以無CO₃^2-；故溶液中存在的離子為：Al³⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，已知硫酸鋇沉淀為2.33g，則n（SO₄^2-）=

2.33g

233g/mol

=0.01mol，
 根據(jù)圖象可知與Al（OH）₃的OH^-為：n（OH^-）=0.005mol，
  Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O         Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓  
  n（Al³⁺）    0.005mol          n（Mg²⁺）    0.035-3n（Al³⁺） 
所以n（Al³⁺）=0.005mol，n（Mg²⁺）=0.01mol  所以溶液中Mg²⁺和Al³⁺所帶正電荷與SO₄^2-所帶負電荷不相等，因此存在NO₃^-，
設NO₃^-物質的量為nmol，根據(jù)電荷守恒得：3n（Al³⁺）+2n（Mg²⁺）=2n（SO₄^2-）+n（NO₃^-）所以n（NO₃^-）=0.015mol，所以c（NO₃^-）=

0.015mol

0.1L

=0.15mol/L，
故答案為：存在；0.15mol/L．

點評：本題考查了常見離子檢驗，現(xiàn)象的判斷和離子檢驗，關鍵是圖象分析離子特征和離子共存的判斷，題目難度中等．