题目内容

【题目】某废水中可能含有下列离子中的若干种:Fe3Al3Fe2Cu2ClCO32-NO3-SO42-SiO32-。现进行如下实验:

.取少量溶液,加入KSCN溶液,无明显变化。

.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。

.向Ⅱ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。

.向Ⅱ中所得的溶液中加入过量浓氨水,仅有红褐色沉淀生成。过滤,在所得滤液中加入盐酸至酸性时,再加入氢氧化钠溶液,有蓝色沉淀生成。

请回答下列问题:

(1)该废水中一定含有的离子是_________________________

(2)实验Ⅱ中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是______________________

(3)过滤除去Ⅳ中的蓝色沉淀,调整滤液的pH10.7左右时,加入铝粉,反应产生氨气和氮气的体积比为14,其离子方程式为AlNO3-OH→ AlO2-NH3N2H2O(未配平)。还原产物是_________,若除去0.2 mol NO3-,要消耗铝________g

【答案】Fe2Cu2NO3-SO42- 3Fe2NO3-4H=3Fe3NO↑2H2O NH3N2 9.6

【解析】

I. 取少量溶液,加入KSCN溶液,无明显变化,证明溶液中不含Fe3

Ⅱ. 另取溶液加入盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,说明是一氧化氮被氧化为二氧化氮,证明原溶液中一定含有NO3Fe2+,根据离子共存知,溶液中不能有CO32SiO32

Ⅲ. 中所得溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,证明溶液中有SO42

Ⅳ. 中所得溶液中加入过量浓氨水,仅有红褐色沉淀生成,则生成氢氧化铁红褐色沉淀,溶液中没有Al3+,过滤,在所得溶液中加入盐酸至酸性时,再加入氢氧化钠溶液,有蓝色沉淀生成,则生成氢氧化铜沉淀,则溶液中含有Cu2+,据此分析解得。

I. 取少量溶液,加入KSCN溶液,无明显变化,证明溶液中不含Fe3

Ⅱ. 另取溶液加入盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,说明是一氧化氮被氧化为二氧化氮,证明原溶液中一定含有NO3Fe2+,根据离子共存知,溶液中不能有CO32SiO32

Ⅲ. 中所得溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,证明溶液中有SO42

Ⅳ. 中所得溶液中加入过量浓氨水,仅有红褐色沉淀生成,则生成氢氧化铁红褐色沉淀,溶液中没有Al3+,过滤,在所得溶液中加入盐酸至酸性时,再加入氢氧化钠溶液,有蓝色沉淀生成,则生成氢氧化铜沉淀,则溶液中含有Cu2+

1)由以上分析可知,该废水中一定含有的离子是Fe2Cu2NO3-SO42-

故答案为:Fe2Cu2NO3-SO42-

2)实验II:另取溶液加入盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,说明是一氧化氮被氧化为二氧化氮,证明原溶液中一定含有NO3Fe2+NO3在酸性环境下具有强氧化性,能氧化Fe2,生成NOFe3、水,反应的离子方程式为:3Fe2NO3-4H===3Fe3NO↑2H2O

故答案为:3Fe2NO3-4H=3Fe3NO↑2H2O

3)反应产生氨气和氮气的体积比为1:4,根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平方程式为:16Al+9NO3+7OH=16AlO2+4N2↑+NH3↑+2H2O,含有元素化合价降低的生成物为还原产物,为NH3N2;设除去0.2 mol NO3-,要消耗铝xg,根据方程式可列比例式,

16Al+9NO3+7OH=16AlO2+4N2↑+NH3↑+2H2O

16 9

x 0.2mol 则可得,,解得x=,则Al的质量为mol×27gmol1=9.6g

故答案为:NH3N29.6

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