Question

12．某无色废水中可能含有Fe³⁺、Al³⁺、Na⁺、Cl^-、OH^-、SO₄^2-、中的几种离子．分别取三份废水进行如下实验：
I．进行焰色反应实验，火焰为无色．
Ⅱ．取100mL废水，加入足量的BaCl₂溶液，生成2.33g白色沉淀．
Ⅲ．取100mL废水，逐滴加入1.0mol/L的NaOH溶液，消耗NaOH溶液的体积与生成沉淀的质量如图所示．
请根据上述信息回答下列问题：
（1）该废水中一定不含有的离子是Fe³⁺、Na⁺、OH^-．
（2）实验中需配制1.0mol/L的NaOH溶液100mL，所需仪器除了玻璃棒、托盘天平、量筒、药匙、烧杯、胶头滴管，还缺少的仪器有：100mL容量瓶．
（3）写出图中A→B反应的离子方程式：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O．
（4）通过计算，该废水中含有Cl^-（填“含有”或“不含有”）；若含有，则c（Cl^-）=0.1mol/L（若不含有，此问不必作答）．

Answer 1

分析 无色废水中不含Fe³⁺，
I．进行焰色反应实验，火焰为无色，说明无钠离子；
Ⅱ．取100mL废水，加入足量的BaCl₂溶液，生成2.33g白色沉淀，说明溶液中含有硫酸根离子，而且物质的量为0.01mol；
Ⅲ．取100mL废水，逐滴加入1.0mol•L^-1的NaOH溶液，说明溶液中含有铝离子，而铝离子的物质的量为：$\frac{1×0.03}{3}$=0.01mol，由此分析解答．

解答 解：无色废水中不含Fe³⁺，
Ⅱ．取100mL废水，加入足量的BaCl₂溶液，生成2.33g白色沉淀，说明溶液中含有硫酸根离子，而且物质的量为0.01mol；
Ⅲ．取100mL废水，逐滴加入1.0mol•L^-1的NaOH溶液，说明溶液中含有铝离子，而铝离子的物质的量为$\frac{1×0.03}{3}$=0.01mol，有铝离子就不含氢氧根离子，根据电荷守恒，含有氯离子，n（Cl^-）=3n（Al³⁺）-2n（SO₄^2-）=3×0.01-2×0.01=0.01mol，则：
（1）该废水中一定不含有的离子是Fe³⁺、Na⁺、OH^-，故答案为：Fe³⁺、Na⁺、OH^-；
（2）实验中需配制1.0mol•L^-1的NaOH溶液100mL，所需仪器除了玻璃棒、托盘天平、量筒、药匙、烧杯、胶头滴管，还缺少的仪器有100ml的容量瓶，
故答案为：100mL容量瓶；
（3）图中A→B反应是氢氧化铝溶解生成偏铝酸钠，离子方程方程式为：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为；OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O；
（4）根据电荷守恒，该废水中含有Cl^-；则c（Cl^- ）=$\frac{0.01}{0.1}$=0.1mol•L^-1，故答案为：含有；0.1mol•L^-1．

点评 本题是一道关于离子反应和离子检验知识的题目，考查学生分析和解决问题的能力，题目难度中等．