题目内容
【题目】2018年3月21日是第二十六届“世界水日”，保护水资源、合理利用废水、节省水资源、加强废水的回收利用已被越来越多的人所关注。已知：某无色废水中可能含有H＋、NH4+、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Na＋、NO3-、CO32-、SO42-中的几种，为分析其成分，分别取废水样品1 L，进行了三组实验，其操作和有关图像如下所示：
请回答下列问题：
(1)根据上述3组实验可以分析废水中一定不存在的阴离子是________
(2)写出实验③图像中沉淀达到最大量且质量不再发生变化阶段发生反应的离子方程式：___________。沉淀溶解时发生的离子方程式为________
(3)分析图像，在原溶液中c(NH4+与c(Al3＋)的比值为________，所得沉淀的最大质量是________g。
(4)若通过实验确定原废水中c(Na＋) ＝0.18 mol·L－1，试判断原废水中NO3-是否存在？________(填“存在”“不存在”或“不确定”)。若存在，c(NO3-)＝________ mol·L－1。(若不存在或不确定则此空不填)
【答案】CO32- NH4+＋OH－===NH3·H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 2:1 10.7 存在 0.08
【解析】
已知溶液为无色，则无Fe3＋；焰色反应时为黄色，则含Na元素；加入盐酸酸化的氯化钡有白色沉淀，则含硫酸根离子；加入过量的NaOH有白色沉淀，含镁离子；根据加入NaOH的体积与沉淀的关系可知，原溶液中含有H＋、NH4+、Al3＋、Mg2＋；与Al3＋、Mg2＋反应的CO32-离子不存在。
（1）根据分析可知，一定不存在的阴离子为CO32-；
（2）③图像中沉淀达到最大量且质量不再发生变化时，加入NaOH，沉淀的量未变，则有离子与NaOH反应，只能是NH4+，其反应的离子方程式为：NH4+＋OH－=NH3·H2O；沉淀溶解为氢氧化铝与NaOH反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；
（3）根据反应式及数量，与NH4+、Al（OH）3消耗NaOH的量分别为0.2mol、0.1mol，则c(NH4+):c(Al3＋)=2:1；
（4）H＋为0.1mol，NH4+为0.2mol， Al3＋为0.1mol，Mg2＋为0.05mol，Na＋为0.18mol，SO42- 为0.4mol，根据溶液呈电中性，n（NO3-）=0.08mol。
【题目】2019年诺贝尔化学奖授予锂离子电池的发明者，LiFePO4是锂离子电池的正极材料。用含锂废渣（主要金属元素的含量：Li 8.50%、Ni 6.55%、Mg 13.24%）制备Li2C2O4，并用其制备LiFePO4部分工艺流程如图（该流程可能造成水体砷污染）：
已知：滤液1、滤液2中部分离子的浓度（g·L-1）：
Li+ | Ni2+ | Mg2+ | |
滤液1 | 22.72 | 20.68 | 60.18 |
滤液2 | 21.94 | 7.7×10-3 | 0.78×10-3 |
I.制备Li2C2O4
(1)滤渣2的主要成分有__（填化学式）。
(2)Na2C2O4溶液中各离子的浓度由大到小顺序为__。
(3)写出加入Na2C2O4溶液时发生反应的离子方程式：__。
Ⅱ.制备LiFePO4
(4)将电池极Li2C2O4和FePO4置于高温下反应生成LiFePO4和一种温室气体，该反应的化学方程式是___。
(5)LiFePO4需要在高温下成型后才能作为电极，高温成型时要加入少量石墨，则石墨的作用是__（任写一点）。
(6)我国科学家研究零价铁活化过硫酸钠（Na2S2O8）去除废水中的As(Ⅴ)，其机制模型如图，其中零价铁与过硫酸钠反应的离子方程式是__。在该模型中得到的铁砷共沉淀物经灼烧（无元素化合价变化）后得到一种磁性化合物，化学式为Fe7As2O14，该物质中二价铁与三价铁的个数比为__。
