Question

【题目】（1）请写出NaHCO3在水中的电离方程式：______________；NaOH溶液与NaHCO3溶液反应的离子方程式：________________。

（2）某无色透明溶液中可能大量存在NH4+、Na+、Ba2+、Fe3+、CO32－、SO42－、Cl－中的几种离子。从其中取两份各100mL溶液，进行如下实验：

①根据溶液颜色可以判断溶液中不存在的离子是_____________；

②取其中的一份溶液进行实验，加入过量氢氧化钠浓溶液并加热，共生成448mL气体（标准状况下），有关的离子方程式为______________；

③取另一份溶液加入过量Ba(NO3)2溶液，生成3.94g白色沉淀，过滤，向沉淀中再加入足量稀盐酸，沉淀全部溶解；根据以上实验结果确定：原溶液中肯定存在的离子有___________；请你设计实验方案证明该溶液中是否含有Cl－？_____________ 。

（3）某氮肥厂的氨氮废水中氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。该厂的技术团队设计该废水处理方案流程如下：

①过程Ⅱ：在微生物的作用下实现NH4+→NO2-→NO3-转化，称为硝化过程。在碱性条件下，NH4+被氧气（O2）氧化成NO3－的总反应的离子方程式为________________。

②过程Ⅲ：在一定条件下向废水中加入甲醇（CH3OH），实现HNO3→NO2－→N2转化，称为反硝化过程。反硝化过程中甲醇（C元素为-2价）转化为CO2，若有6molHNO3完全转化成N2，消耗的甲醇的物质的量为_____________。

Answer 1

【答案】NaHCO3===Na＋＋HCO3— OH—+ HCO3－＝CO32—＋H2O Fe3+ NH4++OH－NH3↑+ H2O NH4+、Na+、CO32－ 取少量原溶液于试管中，先加足量稀硝酸，再滴加AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则存在Cl－ NH4++2OH－+2O2=NO3－+3H2O 5mol

【解析】

（1）碳酸氢钠是强电解质完全电离生成钠离子和碳酸根离子；NaOH和NaHCO3反应生成碳酸根和水；

（2）①无色透明溶液中不会有Fe3+；

②加入过量氢氧化钠浓溶液并加热，生成气体，说明存在NH4+；

③根据电荷守恒和原子守恒分析；

②根据电子得失守恒计算。

（1）碳酸氢钠是强电解质完全电离生成钠离子和碳酸根离子，电离方程式为NaHCO3=Na++HCO3-；NaOH和NaHCO3反应生成碳酸根和水，离子方程式为：OH-+ HCO3－＝CO32-＋H2O；

（2）①Fe3+有颜色，无色透明溶液中不会有Fe3+，故根据溶液颜色可以判断溶液中不存在的离子是Fe3+；

②取其中的一份溶液进行实验，加入过量氢氧化钠浓溶液并加热，共生成448mL气体，说明存在NH4+，离子方程式为：NH4++OH－NH3↑+ H2O；

③取其中的一份进行实验，加448入过量氢氧化钠溶液并加热，生成气体44mL气体即为氨气，n（NH3）==0.02mol，一定含有0.02mol NH4+，浓度是0.02mol÷0.1L＝0.2mol/L；取其中的一份加入过量Ba(NO3)2溶液，生成白色沉淀3.94g，过滤，向沉淀中再加入过量稀盐酸，沉淀全部消失，则一定含有CO32－，所以一定不存在Ba2+、SO42－；其中碳酸钡是3.94g，物质的量是0.02mol，碳酸根的物质的量是0.02mol，浓度是0.02mol÷0.1L＝0.2mol/L；根据电荷守恒可知溶液中必定还存在Na+，不能确定是否存在氯离子；检验氯离子可以取少量原溶液于试管中，先加足量稀硝酸，再滴加AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则存在Cl－；

（3）①NH4+被氧气（O2）氧化成NO3－，同时氧气被还原成水，该反应的离子方程式为：NH4++2OH－+2O2=NO3－+3H2O；

②HNO3完全转化成N2，N元素得到5个电子由+5价下降到0价，6molHNO3完全转化得到30mol电子；反硝化过程中甲醇（C元素为-2价）转化为CO2，C元素失去6个电子由-2价上升到+4价，根据得失电子守恒消耗的甲醇的物质的量为=5mol。