Question

【题目】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________，一定存在的阳离子是________。

（2）写出NH4+的电子式________。

（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）

Answer 1

【答案】CO32- Na＋、H＋、Al3＋、Mg2＋、NH4+ 2:1 10.7 存在 0.08

【解析】

无色废水确定无Fe3+，根据实验①确定有Na+，根据实验②确定有SO42-，根据实验③确定有Al3+，一定不含CO32-，故溶液中存在的离子为：Na＋、H＋、Al3＋、Mg2＋、NH4+，根据硫酸钡沉淀求出n(SO42-)，根据图象求出n(Al3+)和n(H+)，再根据电荷守恒确定有没有NO3-。

（1）根据实验①确定存在Na+，根据实验②确定存在SO42-，根据实验③图像确定有H+、Al3+、NH4+、Mg2＋，没有Fe3+，因为CO32-与Al3+不能共存，所以无CO32-；故答案为：CO32-； Na＋、H＋、Al3＋、Mg2＋、NH4+；

（2）铵根是复杂阳离子，其电子式为：，故答案为：；

（3）图象中横坐标0.7～0.8段发生反应Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，则生成氢氧化铝沉淀的物质的量为0.1mol；0.1～0.5段Al3+、Mg2+与NaOH反应生成Al（OH）3、Mg(OH)2沉淀，总共消耗0.4molNaOH，结合Al3++3OH-=Al(OH)3↓可知生成0.1molAl(OH)3消耗0.3molNaOH，n(Al3+)=0.1mol，根据Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓可知生成Mg(OH)2沉淀消耗NaOH的物质的量为：0.4mol-0.3mol=0.1mol，所以n[Mg(OH)2]=n(NaOH)=0.05mol，所得沉淀的最大质量是：78g/mol×0.1mol+58g/mol×0.05mol=10.7g，0.5～0.7段发生反应NH4++OH-=NH3H2O，n(NH4+)=0.2mol，在原溶液中c(NH4+)与c(Al3+)的比值为2：1，故答案为：2：1；10.7；

（4）0～0.1段发生反应H++OH-=H2O，则n(H+)=0.1mol，0.5～0.7段发生反应NH4++OH-=NH3H2O，n（NH4+）=0.2mol，生成的93.2g白色沉淀为硫酸钡，n(SO42-)==0.4mol，根据（2）可知，溶液中还会有n(Al3+)=0.1mol、n(Mg2+)=0.05mol，n(Na+)=0.18mol/L×1L=0.18mol，根据电荷守恒可知：c(NO3-)×1L=3n(Al3+)+2n(Mg2+)+n(Na+)+n(NH4+)+n(H+)-2n(SO42-)=0.1mol×3+0.05mol×2+0.18mol+0.1mol+0.2mol-0.4mol×2=0.08mol，则c（NO3-）=0.08molL-1，故答案为：存在；0.08。