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【题目】2019年3月21日是第二十七届“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100,进行了三组实验,其操作和有关图像如下图所示,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_______,一定存在的阳离子是_____。

(2)分析图像,在原溶液中c(NH4+)与c(Al3+)的比值为_______

(3) 若通过实验确定原废水中c(Na+)=0.14mol/L,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。(若不存在或不确定则此空不填)。

【答案】CO32- Na+、H+、Al3+、NH4+ 1:1 存在 0.36

【解析】

由无色废水可知溶液中无Fe3+,根据实验①可知溶液中含有Na+,根据实验②可知溶液中含有SO42-,根据实验③可知溶液中含有H+和Al3+,溶液中一定不含Fe3+、Mg2+,因为CO32-与Al3+不能共存,溶液中无CO32-,则溶液中存在的离子为Na+、Al3+、NH4+、H+、SO42-,一定不存在的离子有Fe3+、Mg2+、CO32-。

(1)由无色废水可知溶液中无Fe3+,根据实验①可知溶液中含有Na+,根据实验②可知溶液中含有SO42-,根据实验③可知溶液中含有H+和Al3+,溶液中一定不含Fe3+、Mg2+,因为CO32-与Al3+不能共存,溶液中无CO32-,则溶液中存在的离子为Na+、Al3+、NH4+、H+、SO42-,一定不存在的离子有Fe3+、Mg2+、CO32-,故答案为:CO32-;Na+、H+、Al3+、NH4+;

(2)已知硫酸钡沉淀为2.33g,则n(SO42-)为0.01mol,根据图象可知与Al(OH)3的OH-为的物质的量0.007mol,由方程式Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O可知将铝离子沉淀需要氢氧化钠0.021mol,所以溶液中H+消耗氢氧化钠0.014mol,氢离子的物质的量是0.014mol,由方程式NH4++OH-=NH3H2O可知消耗氢氧化钠0.007mol,所以铵根离子的物质的量是0.007mol,则原溶液中c(NH4+)与c(Al3+)的比值为1:1,故答案为:1:1;

(3)由题意可知,铝离子为0.007mol、氢离子为0.014mol、铵根离子为0.007mol,硫酸根的物质的量为0.01mol,由电荷守恒可知,溶液中必然有硝酸根离子,硝酸根物质的量为(0.007mol×3+0.014mol+0.007mol)—0.01mol×2=0.036mol,则c(NO3-)=0.36mol/L,故答案为:0.36。

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