题目内容
（本题共14分）某工业废水中可能含有如下几种阴阳离子：
阳离子 | Fe3+、Al3+、Fe2+、Ba2+、Na+ |
阴离子 | Cl－、CO32－、NO3－、SO42－、SiO32－ |
现对该废水样品进行以下研究：
Ⅰ．向试管中滴加浓盐酸，有少量的无色气体生成，气体遇空气立即变为红棕色；
Ⅱ．若向Ⅰ所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。
Ⅲ．若向Ⅰ所得的溶液中加入过量的NaOH溶液，有红褐色沉淀生成。过滤后向所得滤液中通入过量的CO2气体，有白色絮状沉淀生成。
根据上述实验，回答下列问题：
（1）该废水中一定含有的阴离子是 ，一定不含有的阳离子是 ；
（2）写出Ⅲ的所得滤液中通入过量的CO2气体生成白色絮状沉淀的离子方程式（只写这一个）： ；
（3）已知用铝粉可以除去废水中的一种阴离子（X）。若控制溶液的pH为10.7左右，再加入铝粉，除去X离子的同时产生氨气和氮气，且体积比为1﹕4，完成下列反应的离子方程式并配平：(X用具体的离子符号表示)Al + X + OH－ ＝AlO2－+ NH3 + N2 + 。该反应的还原产物是 。若除去0.2mol X离子，要消耗铝 g。
（4）若将废水中的铁元素完全转化成Fe3+，此时测得c(Fe3+)＝1.0×10－2mol·L－1，要想将其转换为Fe(OH)3沉淀而除去，则应调节溶液pH至少大于 。（已知常温下Fe(OH)3的Ksp＝1.0×10－38）
（1）NO3－ SO42－; Ba2+ （2）AlO2－+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3－
（3）16Al + 9NO3－+ 7OH－ ＝16AlO2－ + NH3↑+ 4N2↑+ 2H2O；NH3 、N2 ； 9.6g （4）2
【解析】
试题分析：向试管中滴加浓盐酸，有少量的无色气体生成，气体遇空气立即变为红棕色，该气体是NO，红棕色气体是NO2，这说明在反应中硝酸根被还原为NO，因此一定含有NO3－、Fe2+，则CO32－、SiO32－一定不存在；若向Ⅰ所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀是硫酸钡，所以一定含有硫酸根，则一定没有钡离子；若向Ⅰ所得的溶液中加入过量的NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，该沉淀是氢氧化铁，但由于亚铁离子被还原生成了铁离子，所以不能确定是否含有离子。过滤后向所得滤液中通入过量的CO2气体，有白色絮状沉淀生成，该沉淀是氢氧化铝，则一定含有铝离子。
（1）该废水中一定含有的阴离子是NO3－、SO42－，一定不含有的阳离子是Ba2+；
（2）所得滤液中通入过量的CO2气体生成白色絮状沉淀的离子方程式为AlO2－+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3－。
（3）设氨气是1mol，则氮气是4mol，氨气和氮气均是还原产物，则根据电子守恒，N 得到（40+8）e-,故 Al 失去 48 e-，系数为 16 根据 N 原子守恒得到系数 9，根据电荷守恒得到系数 7，最后为水，即16Al + 9NO3－+ 7OH－ ＝16AlO2－ + NH3↑+ 4N2↑+ 2H2O；若除去0.2mol X离子，则消耗铝的质量是
×0.2mol×27g/mol＝9.6g。
（4）Ksp(沉淀平衡常数)＝[Fe3+][OH-]3＝1.0×10－2 [OH-]3＝1.0×10－38，所以[OH-]=10-12，则[H+]=10-2。所以pH＝2。
考点：考查离子共存、离子检验、氧化还原反应阴极溶度积常数的应用
6H2O在空气中加热分解制备无水MgCl2下表各组物质之间通过一步反应不可以实现如下图所示转化关系的是
选项 | X | Y | Z | 箭头上所标 数字的反应条件 |
A | Na2O2 | NaOH | NaCl | ① 常温遇水 |
B | AlCl3 | NaAlO2 | Al(OH)3 | ② 通入CO2 |
C | NO | NO2 | HNO3 | ④ 加入铜粉 |
D | Cl2 | NaClO | HClO | ③ 加浓盐酸 |
Al(OH)3
2H2SO4
H2CO3+2OH?