Question

【題目】某無色廢水中可能含有NH4+、Fe3+、Al3+、Na+、NO3-、CO32-、SO42-中的幾種，為分析其成分，進行了如下三組實驗：

①取溶液做焰色反應，火焰為黃色

②取廢水樣品l00mL，依次加足量的BaCl2溶液和稀HC1，得白色沉淀23.3g

③另取廢水樣品l00mL向其中加入Na2O2固體，產(chǎn)生的沉淀和氣體與所加Na2O2固體物質(zhì)的量的關系曲線如圖

請回答下列問題：

（1）根據(jù)上述3組實驗可以分析廢水中一定不存在的離子有：________________。

（2）寫出圖象中沉淀溶解階段發(fā)生的離子反應方程式：_________________、____________________。

（3）根據(jù)圖象分析可知，在原溶液中一定存在的陽離子及其物質(zhì)的量比值為____________。

（4） NO3-是否存在？_____________； (填“存在‘不存在”或“不確定”）若存在其物質(zhì)的量濃度為_________________。（若不存在或不確定，該空不填）

Answer 1

【答案】 Fe3+、CO32- 2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑ Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O n(NH4+)：n(Al3+)=2：1 存在 c(NO3-)>3mol/L

【解析】①取溶液做焰色反應，火焰為黃色，說明溶液中一定有Na+；②取廢水樣品l00mL，依次加足量的BaCl2溶液和稀HC1，得白色沉淀23.3g，該沉淀不溶于稀鹽酸，說明該沉淀是硫酸鋇，其物質(zhì)的量為0.1mol，則原100mL溶液中有0.1mol SO42-；③另取廢水樣品l00mL向其中加入Na2O2固體，產(chǎn)生的沉淀和氣體與所加Na2O2固體物質(zhì)的量的關系曲線如圖，由圖像可知，溶液中一定有NH4+，加入0.3mol Na2O2后生成氧氣和氨氣的混合氣體共0.35mol，由0.3mol Na2O2和水反應可生成0.15mol氧氣和0.6mol氫氧化鈉，所以生成的氨氣是0.2mol，原100mL溶液中有0.2mol NH4+。在這過程中生成的沉淀又溶解了，所以該沉淀是氫氧化鋁，所以原溶液中一定有Al3+、無Fe3+（氫氧化鐵不溶于氫氧化鈉）和CO32-（與Al3+不能大量共存），原100mL溶液中有0.1mol Al3+。

（1）根據(jù)上述3組實驗可以分析廢水中一定不存在的離子有：Fe3+、CO32-。

（2）圖象中沉淀溶解階段發(fā)生的離子反應方程式為2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑ 、Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。

（3）根據(jù)圖象分析可知，在原溶液中一定存在的陽離子及其物質(zhì)的量比值為n(NH4+)：n(Al3+)=2：1。

（4）根據(jù)電荷守恒可以判斷，NO3-一定存在。在100mL溶液中，n(NO3-)= n(NH4+)+3n(Al3+)+n(Na+)-2n(SO42-)= n(Na+)+0.3mol，n(NO3-)>0.3mol，所以其物質(zhì)的量濃度c(NO3-)>3mol/L。