Question

6．某廢水中可能含有下列離子：Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、Cl^-、CO₃^2-、NO₃^-、SO₄^2-、SiO₃^2-，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)探究：
Ⅰ．取少量溶液，加入KSCN溶液，無(wú)明顯變化．
Ⅱ．另取溶液加入少量鹽酸，有無(wú)色氣體生成，該無(wú)色氣體遇空氣變成紅棕色
Ⅲ．向Ⅱ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成
Ⅳ．向Ⅱ所得的溶液中加入過(guò)量濃氨水，僅有紅褐色沉淀生成，過(guò)濾，在所得溶液中加入鹽酸至酸性時(shí)，再加入氫氧化鈉溶液，有藍(lán)色沉淀生成．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）該廢水一定含有的離子是Fe²⁺、Cu²⁺、NO₃^-、SO₄^2-，可能含有的離子是Cl^-；
（2）實(shí)驗(yàn)Ⅱ中加入少量鹽酸生成無(wú)色氣體的離子方程式是3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（3）過(guò)濾除去Ⅳ中的藍(lán)色沉淀，調(diào)整濾液的pH為10.7左右時(shí)，加入鋁粉，產(chǎn)生氨氣和氮?dú)獾捏w積比為1：4，其離子方程式為：Al+NO₃^-+OH^-→AlO₂^-+NH₃+N₂+H₂O（未配平），還原產(chǎn)物是NH₃和NO；
（4）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，下列處理措施和方法中正確的是AD．

選項(xiàng)	污染物	處理措施	方法類別
A	堿性的廢水	用CO2中和	化學(xué)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(guò)微生物代謝	物理法
D	廢酸	加生石灰中和	化學(xué)法

Answer 1

分析 I．取少量溶液，加入KSCN溶液時(shí)無(wú)明顯變化，證明溶液中不含鐵離子：
Ⅱ．另取溶液加入鹽酸，有無(wú)色氣體生成，該無(wú)色氣體遇空氣變成紅棕色，說(shuō)明是一氧化氮氧化為二氧化氮，證明原溶液中一定含有NO₃^-和Fe²⁺；則不能有CO₃^2-、SiO₃^2-；
Ⅲ．向Ⅱ中所得溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，證明溶液中有SO₄^2-；
Ⅳ．向Ⅱ中所得溶液中加入過(guò)量濃氨水，生成氫氧化鐵紅褐色沉淀，溶液中沒(méi)有Al³⁺，過(guò)濾，在所得溶液中加入鹽酸至酸性時(shí)，再加入氫氧化鈉溶液，有藍(lán)色沉淀生成，積生成氫氧化銅沉淀，則溶液中含有Cu²⁺；
據(jù)此分析；
（4）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(wú)污染，物理法與化學(xué)法的區(qū)別是否有新物質(zhì)生成．

解答 解：I．取少量溶液，加入KSCN溶液時(shí)無(wú)明顯變化，證明溶液中不含鐵離子：
Ⅱ．另取溶液加入鹽酸，有無(wú)色氣體生成，該無(wú)色氣體遇空氣變成紅棕色，說(shuō)明是一氧化氮氧化為二氧化氮，證明原溶液中一定含有NO₃^-和Fe²⁺；則不能有CO₃^2-、SiO₃^2-；
Ⅲ．向Ⅱ中所得溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，證明溶液中有SO₄^2-；
Ⅳ．向Ⅱ中所得溶液中加入過(guò)量濃氨水，生成氫氧化鐵紅褐色沉淀，溶液中沒(méi)有Al³⁺，過(guò)濾，在所得溶液中加入鹽酸至酸性時(shí)，再加入氫氧化鈉溶液，有藍(lán)色沉淀生成，則生成氫氧化銅沉淀，則溶液中含有Cu²⁺；
（1）綜上可知，該廢水一定含有的離子是Fe²⁺、Cu²⁺、NO₃^-、SO₄^2-，可能含有的離子是Cl^-，故答案為：Fe²⁺、Cu²⁺、NO₃^-、SO₄^2-；Cl^-；
（2）取溶液加入鹽酸，有無(wú)色氣體生成，該無(wú)色氣體遇空氣變成紅棕色，說(shuō)明是一氧化氮氧化為二氧化氮，則硝酸與亞鐵離子反應(yīng)生成NO和三價(jià)鐵離子、水，其離子方程式為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（3）氧化還原反應(yīng)中，氧化劑被還原得到的產(chǎn)物為還原產(chǎn)物，反應(yīng)Al+NO₃^-+OH^-→AlO₂^-+NH₃+N₂+H₂O中NO₃^-的氮元素化合價(jià)降低，得到還原產(chǎn)物NH₃和NO，故答案為：NH₃和NO；
（4）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(wú)污染，物理法與化學(xué)法的區(qū)別是否有新物質(zhì)生成．
A．堿性的廢水與二氧化碳反應(yīng)生成的碳酸鹽和水，無(wú)污染，故A正確；
B．硫酸銅可溶，所以不能沉淀除去，應(yīng)選擇硫化物，生成硫化銅沉淀，故B錯(cuò)誤；
C．含苯廢水中的苯通過(guò)微生物代謝，這是化學(xué)方法，故C錯(cuò)誤；
D．酸和堿的中和反應(yīng)為化學(xué)反應(yīng)，為化學(xué)法，氧化鈣的水溶液顯堿性，故D正確； 
故選AD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的檢驗(yàn)、鑒別以及方程式的有關(guān)計(jì)算，題目難度中等，解答本題注意把握有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式的書寫．注意物理法與化學(xué)法的區(qū)別是否有新物質(zhì)生成是解題的關(guān)鍵．