Question

【題目】2019年3月21日是第二十七屆“世界水日”，保護水資源，合理利用廢水節省水資源，加強廢水的回收利用已被越來越多的人所關注。已知：某無色廢水中可能含有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，進行了三組實驗，其操作和有關圖像如下所示：

請回答下列問題：

(1)焰色反應是_________ (填“物理”或“化學”)變化；實驗②中產白色沉淀是_________ (填化學式)。

(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________________ (寫化學式)。

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

(4)若通過實驗確定原廢水中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】

根據溶液顏色及焰色反應等實驗現象分析溶液中離子存在情況；根據圖像中沉淀的變化及消耗的氫氧化鈉的物質的量分析計算溶液中存在的離子及其物質的量；根據溶液的電中性分析判斷溶液中可能存在的離子，并計算其物質的量。

(1)焰色反應是物理變化；實驗②中加入BaCl2和鹽酸，產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，實驗①中焰色反應為黃色，則確定存在Na+；實驗②中加入BaCl2和鹽酸，產白色沉淀是不溶液鹽酸的BaSO4，確定存在SO42-，根據實驗③中沉淀的變化，可以分析知發生的反應依次為：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，則沒有Mg2+，因為CO32-與Al3+不能共存，所以無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＋)的比值等于物質的量之比：0.007mol:0.007mol=1:1，故答案為：1:1；

(4)根據硫酸鋇沉淀2.33g，n（SO42-）=，根據電荷守恒，陰離子電荷總物質的量為0.01mol×2=0.02mol，陽離子電荷總物質的量為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。