题目内容
【题目】已知：某无色废水中可能含有H＋、NH4+、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Na＋、NO3-、CO32-、SO42-中的几种，为分析其成分，分别取废水样品1 L，进行了三组实验，其操作和有关图像如下所示：请回答下列问题：
(1)根据上述3组实验可以分析废水中一定不存在的阴离子是________，一定存在的阳离子是________。
(2)写出实验③图像中沉淀达到最大量且质量不再发生变化阶段发生反应的离子方程式________。
(3)分析图像，在原溶液中c(NH4+)与c(Al3＋)的比值为____，所得沉淀的最大质量是___g。
(4)若通过实验确定原废水中c(Na＋) ＝0.18 mol·L－1，试判断原废水中NO3-是否存在？________(填“存在”“不存在”或“不确定”)。若存在，c(NO3-)＝________ mol·L－1。(若不存在或不确定则此空不填)
【答案】CO32- Na＋、H＋、Al3＋、Mg2＋、NH4+ NH4+＋OH－=NH3·H2O 2:1 10.7 存在 0.08
【解析】
（1）废水是无色的，说明无Fe3+。根据焰色反应为黄色可知有Na＋，加入氯化钡有白色沉淀生成，且加入酸沉淀不溶解，说明有SO42-，加入氢氧化钠开始时没有沉淀生成说明有H＋，加入过量的氢氧化钠有部分沉淀溶解，说明有Al3＋，还有部分白色沉淀不溶解，说明有Mg2＋，沉淀达到最大量且质量不再发生变化阶段，有另一阳离子与氢氧根反应且不生成沉淀，说明有NH4+，既然一定有Al3＋、Mg2＋，则必然没有CO32-。故答案为：CO32-；Na＋、H＋、Al3＋、Mg2＋、NH4+；
（2）沉淀达到最大量且质量不再发生变化阶段发生反应的离子方程式是NH4+＋OH－=NH3·H2O。
（3）与NH4+反应的OH-有0.2mol，则NH4+有0.2mol，与Al(OH)3反应的OH-有0.1mol，则Al3＋有0.1mol，因此二者的比例为2:1。生成沉淀需要OH-0.4mol，0.1molAl3＋需要0.3mol OH-，则与Mg2＋反应的OH-是0.1mol，则Mg2＋有0.05mol，生成氢氧化镁0.05mol，即2.9g，生成的氢氧化铝是0.1mol，质量为7.8g，则沉淀最大质量为10.7g。故答案为：2:1，10.7。
（4）从图中可知，H＋有0.1mol，已经求得NH4+有0.2mol，Al3＋有0.1mol，Mg2＋有0.05mol，若c(Na＋) ＝0.18 mol·L－1，则钠离子的物质的量为0.18 mol·L－1×1L=0.18mol。根据题干可知硫酸钡有93.2g，即0.4mol，也就是说SO42-有0.4mol，已知没有CO32-，正电荷高于负电荷，电荷不守恒，所以一定有硝酸根，且c(NO3-)＝0.1×1+0.2×1+0.1×3+0.05×2+0.18×1-0.4×2=0.08mol·L－1。故答案为：存在，0.08。
