Question

2012年3月22日是第二十届“世界水日”，保护水资源，从我做起!
(1)C1O₂和C1₂(还原产物都为Cl^一)是生活中常用的消毒剂。当消耗等物质的量的两种物质时，C1O₂的消毒效率是C1₂的             倍。
(2)自来水厂常用高铁酸钠(Na₂FeO₄，强氧化剂)改善水质。简述高铁酸钠用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理：                    。
(3)某无色废水中可能含有Fe³⁺、A1³⁺、Mg²⁺、Na⁺、NO₃^-、CO₃^2一、SO₄^2-离子中的几种，为分析其成分，分别取废水样品100 mL，进行了三组实验，其操作和有关现象如图所示：

请根据上图回答下列问题：
①实验中需配制1．0 mol／L的NaOH溶液80 ml，所需仪器除了玻璃棒、托盘天平、量筒、药匙、烧杯、胶头滴管，还缺少的仪器为                                                。
②实验③中沉淀量由A→B过程中所发生反应的离子方程式为                              。
③试确定NO₃^-是否存在?     (填“存在”“不存在”或“不确定”)，若存在，试计算c(NO₃^-)   (若不存在，此问不必作答)。

Answer 1

（1）2.5 （2）FeO₄^2-有强的氧化性，能杀菌消毒，本身被还原为Fe³⁺，Fe³⁺发生水解生成氢氧化铁胶体吸附水中的杂质，达到净水的目的  （3）①100ml容量瓶 ②Al（OH）₃+OH^-＝AlO₂^-+2H₂O
③存在；0.15mol/L

解析试题分析：（1）ClO₂和Cl₂的还原产物都为Cl^-，每摩尔Cl₂得到2mol电子，而每摩尔ClO₂得到5mol电子，则所需Cl₂的物质的量是ClO₂的2.5倍；
（2）高铁酸钠具有强氧化性，可用于杀菌消毒，还原生成Fe³⁺，Fe³⁺发生水解生成氢氧化铁胶体吸附水中的杂质，可用来除去水中的悬浮物，达到净水的目的；
（3）①配制1.0mol/L的NaOH溶液100mL，根据实验步骤所需仪器：玻璃棒、托盘天平、量筒、药匙、烧杯、胶头滴管、100mL容量瓶；故答案为：100mL容量瓶；
②实验③中A→B过程是Al（OH）₃与OH^-发生反应，其方程式为：Al（OH）₃+OH^-＝AlO₂^-+2H₂O；
③根据实验①确定无Na⁺，根据实验②确定有SO₄^2-，根据实验③确定有Al³⁺无Fe²⁺，因为CO₃^2-与Al³⁺不能共存，所以无CO₃^2-；故溶液中存在的离子为：Al³⁺、SO₄^2-，已知硫酸钡沉淀为2.33g，则n（SO₄^2-）=2.33g÷233g/mol＝0.01mol， 根据图象可知与Al（OH）₃的OH^-为：n（OH^-）=0.005mol，
Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O        Fe²⁺+2OH^-＝Fe（OH）₂↓  
n（Al³⁺ 0.005mol                  n（Fe²⁺）    0.035-3n（Al³⁺）
所以n（Al³⁺）=0.005mol，n（Fe²⁺）=0.01mol
因此溶液中Fe²⁺和Al³⁺所带正电荷与SO₄^2-所带负电荷不相等，所以存在NO₃^-
设NO₃^-物质的量为nmol，根据电荷守恒得：3n（Al³⁺）+2n（Fe²⁺）=2n（SO₄^2-）+n（NO₃^-）
即n（NO₃^-）=0.015mol，所以c（NO₃^-）═0.015mol÷0.1L＝0.15mol/L。
考点：考查常见离子检验，现象的判断和有关计算