Question

9．某工业废水中仅含下表离子中的5种（不考虑水的电离及离子的水解），且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L．

阳离子	K+  Cu2+  Fe3+  Al3+  Fe2+
阴离子	Cl-  CO 32-  NO3-  SO42-  SiO32-

甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：
Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察）．
Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化．
Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液
依然澄清，且溶液中阴离子种类与原溶液中种类相同．
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成．
请推断：
（1）仅由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是K⁺、Fe³⁺（写离子符号）．
（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO+2H₂O．
（3）将Ⅲ中所得红棕色气体通入水中，气体变无色，所发生的化学方程式为3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO
（4）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是Fe²⁺、Cu²⁺，阴离子是Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-．（写离子符号）
（5）工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理．以下是乙同学针对含不同污染物的废水提出的处理措施和方法，其中正确的是D．

选项	污染物	处理措施	方法类别
A	废酸	加生石灰中和	物理法
B	Cu2+等重金属离子	加硫酸盐沉降	化学法
C	含复杂有机物的废水	通过微生物代谢	物理法
D	碱性的废水	用CO2来中和	化学法

Answer 1

分析 Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察），说明没有K⁺．
Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化，说明没有Fe²⁺．
Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变，说明 Fe²⁺与NO₃^-和H⁺反应生成NO，即溶液中有Fe²⁺、NO₃^-，加盐酸溶液中阴离子种类不变，说明原溶液中有Cl^-，加盐酸溶液依然澄清加盐酸说明没有SiO₃^2-；
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明有SO₄^2-，以此解答该题．

解答 解：（1）由以上分析可知，由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是K⁺、Fe³⁺，
故答案为：K⁺、Fe³⁺；
（2））Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体，是Fe²⁺与NO₃^-和H⁺反应生成NO，其离子方程式：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO+2H₂O；
故答案为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO+2H₂O；
（3）将Ⅲ中所得红棕色气体为二氧化氮，通入水中，与水反应生成NO，气体变无色，所发生的化学方程式为3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，
故答案为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（4）由以上推断可知溶液中阴离子为 Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-，且各为0.1mol/L；已经推断出的阳离子是Fe²⁺，其浓度为0.1mol/L，由电荷守恒可知溶液中还有一种+2价阳离子，所以还有Cu²⁺，所以甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是：Fe²⁺、Cu²⁺；阴离子是：Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-；
故答案为：Fe²⁺、Cu²⁺；Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-；
（5）污染治理要求能除掉有毒的物质，新生成的物质对环境无污染，物理法与化学法的区别是否有新物质生成．
A．酸和碱的中和反应为化学反应，为化学法，故A错误； 
B．硫酸铜可溶，所以不能沉淀除去，故B错误；
C．含苯废水中的苯通过微生物代谢，这是化学方法，故C错误；
D．碱性的废水与二氧化碳反应生成的碳酸盐和水，无污染，故D正确；
故答案为：D．

点评 本题考查无机物的推断，侧重考查离子共存与推断等，为高频考点，是对学生综合能力的考查，关键是明确常见离子检验与离子间发生的反应，题目难度中等．