Question

【题目】综合处理“工业三废”，有利于保护环境，节约资源．

（1）为处理某工厂的工业废气（主要含N2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分），设计了如图1流程：
已知：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O；
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O．
①废渣的成分为（填化学式）．
②通入空气不能过量，原因是 ．
③吸收剂所吸收的气体主要是
④处理含NH4+废水时，发生反应的离子方程式为
（2）某无色工业废水中可能含有NH4+、Na+、Al3+、Cu2+、Cl﹣、SO42﹣、CO32﹣等离子中的几种离子．为确定其成分，设计如下实验：
a．取10mL该废水于试管中，加入足量的Ba（NO3）2溶液和稀硝酸，充分反应后过滤得到0.04mol白色沉淀，向滤液中加入AgNO3溶液无沉淀产生．
b．另取10mL该废水于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀，当沉淀增加到一定量后开始产生气体，最后沉淀完全溶解．沉淀和气体的物质的量随加入NaOH溶液体积的变化关系如图2所示．（不考虑沉淀、气体的溶解和损失）
根据上述实验和图表数据：
①该废水中一定含有的离子有（填离子符号）．
②实验室配制100mL所需浓度的NaOH溶液时，用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、量筒外，还需要（填仪器名称）．
③图中a= ．

Answer 1

【答案】
（1）Ca（OH）2、CaSO3；空气过量，部分氮元素转化为NaNO3 ， NaNO2产量降低；CO；NH4++NO2﹣=N2↑+2H2O
（2）K+、NH4+、Al3+、SO42﹣；100mL容量瓶、胶头滴管；60
【解析】解：（1）工业废气中SO2可被石灰水吸收，生成废渣为CaSO3 ， 气体a是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO，气体a通入空气，用氢氧化钠溶液处理后到的NaNO2 ， 通入空气但不能过量，否则得到硝酸钠，NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，则气体b含有CO、N2 ， 捕获剂所捕获的气体主要是CO，①工业废气中SO2可被石灰水吸收，生成CaSO3 ， 因氢氧化钙过量，则废渣的成分为主要含有Ca（OH）2、CaSO3 ， 所以答案是：Ca（OH）2、CaSO3；②由分析可知，气体1是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO，气体a通入空气，用氢氧化钠溶液处理后到的NaNO2 ， 通入的空气不能过量，过量的空气中的氧气具有氧化性，得到硝酸钠，
所以答案是：空气过量，部分氮元素转化为NaNO3 ， NaNO2产量降低；③气体b含有CO、N2 ， 经捕获剂得到氮气和CO，所捕获的气体主要是CO，防止污染空气，所以答案是：CO；④NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，发生氧化还原反应，离子方程式为：NH4++NO2﹣=N2↑+2H2O，
所以答案是：NH4++NO2﹣=N2↑+2H2O；（2）a．取10mL该溶液于试管中滴加Ba（NO3）2溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到0.03mol白色沉淀，根据SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓知溶液中含有SO42﹣为0.04mol；向滤液中加入AgNO3溶液未见沉淀产生，则溶液中没有Cl﹣；
b．另取10mL该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀，则说明溶液中含有Al3+ ， Al3++3OH﹣=Al（OH）3↓，结合图象中沉淀的变化关系，知溶液中含有Al3+为0.015mol需OH﹣为0.045mol，氢氧化钠溶液体积=30ml，浓度c= =1.5mol/L，当沉淀增加到一定量后开始产生气体，根据NH4++OH﹣=NH3↑+H2O结合图象，知溶液中含有NH4+为0.03mol需OH﹣为0.03mol；最后沉淀完全溶解是由于氢氧化铝与NaOH继续反应，反应的离子方程式为Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O，结合图象中沉淀的变化关系，需OH﹣为0.015mol；实验中使用的NaOH溶液的总物质的量为：0.045mol+0.03mol+0.015mol=0.09mol，结合图象中沉淀的变化关系知此时氢氧化钠溶液的体积= =0.06L=60mL，①依据上述分析可知，该废水中一定含有的离子有：NH4+、Al3+、SO42﹣ ， 一定不含碳酸根离子，结合电荷守恒：阳离子所带电荷总数为：3n（Al3+）+n（NH4+）=3×0.015mol+0.03mol=0.06mol，阴离子所带电荷总数=2n（SO42﹣）=2×0.04mol=0.08mol，则一定含有Na+物质的量为0.02mol，
所以答案是：Na+、NH4+、Al3+、SO42﹣；
所以答案是：K+、NH4+、Al3+、SO42﹣；②配制步骤有计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀等操作，一般天平称取氢氧化钠，把氢氧化钠倒入烧杯进行溶解，冷却后转移到100mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，当加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加，配成100mL溶液，所以需要的仪器有玻璃棒、天平、药匙、烧杯、胶头滴管、100mL容量瓶，所以还需要玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶，
所以答案是：100mL容量瓶、胶头滴管；③实验中使用的NaOH溶液的总物质的量为：0.045mol+0.03mol+0.015mol=0.09mol，结合图象中沉淀的变化关系知此时氢氧化钠溶液的体积a= =0.06L=60mL，
所以答案是：60．